基于再生胶凝材料的超大粒径碎石基层级配设计方法研究

为了探究超大粒径碎石基层材料的级配设计方法，设计达到节能减排、抗开裂要求的基层材料，以颗粒最紧密堆积、实现嵌挤致密混合料结构为目标，依据逐级填充理论和粒子干涉理论，以贝雷法原则优化级配。提出用粉煤灰和矿渣粉两种再生胶凝材料代替水泥作为结合料，提高基层抗开裂性能。基于集料的堆积密度试验，以最小振实矿料间隙率VMA为优化指标，对粗集料级配、细集料级配及再生胶凝材料分别进行设计，提出了超大粒径碎石基层优化级配曲线。最后对设计的超大粒径碎石混合料进行无侧限抗压强度及弯拉强度试验，试验结果表明设计的基于再生胶凝材料的超大粒径碎石基层满足路面半刚性基层材料技术要求。     

断级配综合稳定碎石的路用性能

为改善水泥稳定碎石基层的路用性能,采用间断级配并添加粉煤灰材料制备一种适用于路面基层的断级配综合稳定碎石,通过室内试验测试断级配综合稳定碎石的无侧限抗压强度、弯拉强度、温缩系数与干缩系数等性能指标,并与连续级配水泥稳定碎石相对比,确定断级配综合稳定碎石的路用性能。结果表明:断级配综合稳定碎石具有优良的力学性能与抗收缩开裂性能,与连续级配水泥稳定碎石相比,其90d无侧限抗压强度与弯拉强度分别提高了38.1%与26.5%,平均温缩系数与总干缩系数分别减小了31.7%与25.4%。     

PVA-ECC稳定碎石混合料自愈合性能研究

将制备PVA-ECC的主要原材料(包括水泥、粉煤灰、石英砂及聚乙烯醇纤维)按一定比例掺入普通路面基层材料中,寻求一种新型的具有自愈合能力的路面基层材料—PVA-ECC稳定碎石混合料。对不同路面基层材料、不同龄期试件进行了抗压强度试验,通过不同环境条件下(包括置于户外、标准养护室、干湿循环)养护的开裂试件抗压强度与标准试件抗压强度的比值来评价自愈合性能。试验结果分析表明:PVA-ECC稳定碎石混合料抗压强度优于水泥稳定碎石混合料,抗压强度最高可提高42%;常规水泥稳定碎石混合料没有明显的自愈合性能,PVAECC稳定碎石混合料有良好的自愈合性能,自愈合后抗压强度提高57.3%;经干湿循环实现自愈合的开裂PVAECC稳定碎石混合料试件抗压强度最高,自愈合性能最好。     

土石混合料工程特性试验研究

以土石混合料为研究对象，由于组成土石混合料的粗颗粒和细颗粒自身性质差异较大，还存在含石量、粒径和级配等因素的影响，导致其力学性能更为复杂。为了对其基本特性进行把控，使得土石混合料的路用性能达到最佳状态，对其进行力学特性和抗压强度试验研究。试验结果表明：含石量对土石混合料结构组成影响较为关键，粒径大小决定着土石混合料内部孔隙的大小，从而对其力学性能产生影响；土石混合料的含水率与颗粒粒径有关，随着粒径的增加，含水率逐渐减小；又根据土石混合料无侧限抗压强度试验，在击实功较小时，土石混合料的无侧限抗压强度随击实功增加有明显的增大趋势，含水率对试样的无侧限抗压强度影响很明显，其中最优含水率所对应的无侧限抗压强度最大。     

石灰锶渣碎石基层混合料设计及性能评价

针对锶渣在农村公路基层中的应用,通过不同级配碎石集料的对比试验,确定合理的石灰锶渣混合料的配合比,并选择其中两种合理的级配类型混合料,对混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR值、水稳定性、收缩性能等主要的石灰稳定粒料类基层混合料的路用性能进行了研究。结果表明:石灰锶渣混合料劈裂强度与无侧限抗压强度具有相同的规律,细料越多,强度越高;确定合理的石灰锶渣混合料的配合比为石灰∶锶渣∶碎石=2∶8∶15;石灰锶渣碎石基层的CBR值为140%;浸水后石灰锶渣强度降低,龄期越长,水稳定性越好;石灰锶渣碎石基层随龄期会有轻微的膨胀,7d后体积趋于稳定;通过对比相同石灰剂量的石灰土的变形,石灰锶渣混合料的变形量较小,并且碎石比例越大,变形越小。     

隧道弃渣片麻岩级配碎石应用研究

针对道路工程建设中产生大量隧道弃渣但利用率不高的情况,依托太行山高速西阜石家庄段,分析了隧道弃渣的岩性,通过室内试验评价了其物理力学性能,论证了其作为级配碎石基层集料的可行性;以细集料石灰岩掺配隧道弃渣片麻岩构成级配碎石混合料并研究相关特性。结果表明:采用石灰岩细集料替代隧道弃渣细集料可显著提高混合料的强度,同时替换0～3mm和3～5mm石灰岩的隧道弃渣级配碎石混合料CBR值可达377. 2%,无侧限抗压强度达1. 2MPa。     

水性环氧树脂对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响

为了研究水性环氧树脂用量对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响，分别探讨了水性环氧树脂掺量对冷拌SMA-5沥青混合料的施工和易性、开放交通时间、混合料强度、高温稳定性和水稳定性的影响规律。研究结果表明，在固定用水量6%的情况下，当水性环氧树脂掺量为15%时，混合料在拌合过程中出现了稠度增大，建议其掺量不超过15%为宜。与未掺水性环氧树脂相比，水性环氧树脂掺量为13%时，30 min和60 min的黏结力分别为2.1 N·m和2.8 N·m，混合料的1 d无侧限抗压强度提高了194%,3 d无侧限抗压强度提高了151%，冻融劈裂强度97%，浸水马歇尔强度比为99%，动稳定度超过4 000次/mm，均能满足规范要求。     

多孔隙聚氨酯碎石混合料强度及影响因素试验研究

多孔隙聚氨酯碎石混合料(简称PPM)是由聚氨酯胶水与单级配或间断级配骨料按一定配比拌和而成的新型路面材料,其空隙率通常介于15%~30%,具有良好的透水透气性能。如今,国内外对PPM尚缺乏系统研究,故目前还只是小规模应用于大型广场、公园道路、城市人行道等轻交通道面铺装。该文采用立方体无侧限抗压试验和矩形梁抗折试验对其强度特性及影响因素展开了大量试验研究。结果表明:PPM的强度随着胶水用量、插捣次数的增加而增大,随着碎石粒径、针片状颗粒含量、空隙率的增大而减小;碎石形状越接近于立方体其强度越大;当胶水用量介于4%~6%之间、碎石形状接近于立方体、针片状含量低于5%、插捣次数为50次、养护龄期为24h、养护温度为28℃时,其抗压强度可达到10MPa、抗折强度可达到4.5 MPa,由此可见PPM具有良好的路用前景。     

聚酯纤维对水泥冷再生稳定碎石强度影响的试验研究

为了揭示聚酯纤维水泥冷再生稳定碎石的强度特征,通过室内试验研究了纤维含量、纤维长度和废旧路面材料掺量对水泥冷再生稳定碎石无侧限抗压强度和劈裂强度的影响规律.结果表明:聚酯纤维的掺入能够显著提高无侧限抗压强度和劈裂强度,且当聚酯纤维含量为0.7‰时,无侧限抗压强度和劈裂强度均达到最大值,分别为素水泥冷再生稳定碎石的1.18倍和1.30倍;无侧限抗压强度和劈裂强度随着废旧路面材料掺量的增加而降低,且当废旧路面材料掺量超过30％后,无侧限抗压强度迅速衰减,但掺入不低于0.5‰的聚酯纤维可有效缓解这种不利情况的发生;无侧限抗压强度和劈裂强度随纤维长度的增加而增加.以力学性能最优为原则,综合考虑经济性,建议纤维用量为0.7‰、纤维长度为7 cm、废旧路面材料掺量为30％.     

骨架密实型水泥微黏结碎石级配设计与性能研究

为了减缓传统半刚性基层收缩开裂和路面反射裂缝,采用逐级填充法和n法分别设计粗、细集料级配,利用无侧限抗压强度试验和干缩试验控制粗、细集料比例,形成两种设计级配下的骨架密实型级配碎石材料。通过强度试验,对比分析设计级配下与规范级配中值下水泥微黏结碎石的力学性能,最后进行冻融循环试验、水稳定性试验、干缩试验,分析试件路用性能随水泥剂量增加的变化规律。结果表明:推荐级配下的水泥微黏结碎石具有良好的路用性能,进而验证了提出的设计级配的优越性;并确定水泥微黏结级配碎石合理水泥剂量为3.0%。     

钢桥面复合改性沥青混合料铺装路用性能研究

针对钢桥面铺装早期损坏中热稳定性不足的问题,依据聚合物改性原理,选取了3种改性剂,通过设计正交试验,采用极差分析和综合平分法,研制出了一种钢桥面铺装新材料——复合改性沥青;测试了该胶结料的基本性能,并对其混合料进行了高温车辙、低温弯曲、水稳定性及疲劳试验。结果表明:复合改性沥青的温度敏感性低、抗剪切变形能力强,其混合料的路用性能均得到了明显改善,尤其是高温抗车辙能力提高显著,且经济效益可观,适用于钢桥面铺装。     

钢桥面铺装防水粘结层抗剪问题研究

针对国内早期修建的钢桥桥面铺装产生的诸多问题,研究了其中关键性的问题,即钢桥面铺装防水粘结层的抗剪问题。通过计算,分析了钢桥面铺装正常使用阶段以及试验分析施工阶段的抗剪强度技术要求,探讨了3种解决防水粘结层抗剪问题的途径与措施,即加大安全系数;利用经过高温成形的复合铺装结构试件进行界面抗剪试验,寻找经过施工阶段后仍能满足桥梁运营阶段高温条件、低温条件、重载条件及疲劳条件的防水粘结层材料;降低施工温度。这些途径与措施可供工程技术人员参考。     

高模量沥青混凝土路面力学数值模拟

高模量沥青混凝土(HMAC)作为一种新型路面材料,具有模量高、抗车辙性能好、对低温开裂及温度疲劳开裂敏感性不强等优点,对于提高路面抗车辙能力非常有效。该文利用通用有限元软件ANSYS,对设置高模量沥青混凝土层的半刚性基层沥青路面的荷载响应进行数值模拟分析,结果表明高模量沥青混凝土可显著抑制车辙的产生,并推荐出高模量沥青混凝土层的模量和厚度的合理范围。     

主动降温型沥青混凝土制备及性能研究

为降低炎热季节沥青路面温度,提高沥青路面的高温稳定性,减少沥青路面高温车辙病害的产生,同时减少有毒的有机沥青改性剂或路面涂料的使用,采用无机矿质粉末负离子粉作为新型环保沥青改性剂,制备了具有主动降温功能的沥青混凝土(active pavement cooling asphalt concrete,APC-AC)。通过室内车辙板温差试验与室外光照试验,研究了不同负离子粉掺量对APC-AC路面降温性能的影响,并以降温性能为参考指标推荐了负离子粉最佳掺量;借助Hot Disk 2500S导热系数仪对APC-AC及普通沥青混凝土的导热系数、比热容及导温系数进行测试,研究了负离子粉对APC-AC的热学参数影响规律;对APC-AC及普通沥青混凝土进行路用性能试验,研究了负离子粉对沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性的影响。结果表明:与普通沥青混合料相比,APC-AC具有较明显的路面降温效果,当负离子粉掺量为沥青质量的16%时,APC-AC车辙板室内温差试验表面降温幅度为5.9℃,室外光照试验表面温度可降低7.4℃;APC-AC的导热系数、导温系数相较于普通沥青混凝土分别降低9%和20%,比热容则提升14%;与普通沥青混凝土相比,APC-AC的动稳定度提高16%~42%,负离子粉对沥青混凝土的水稳定性与抗裂性能基本没有不良影响。     

沥青路面常温修补材料应用研究

本文介绍了一种具有操作简便、常温固化、粘接力强、抗压强度高、抗剪抗冲击、耐磨、耐水等性能的新型沥青路面修补材料———WSM L沥青路面常温树脂型修补材料,并针对沥青路面经常出现的各种病害,分别设计了性能优良的常温树脂型修补混合料,分析了常温树脂型混合料的路用性能,提出了简单而且具有可操作性的施工工艺。     

基于转运车的沥青混凝土路面机械化施工工艺应用研究

分析了现行沥青混凝土路面机械化施工工艺存在的缺点,为新工艺的提出提供理论基础;在充分利用各国对转运车(MTV)研究的基础上,按照整个沥青混凝土路面机械化施工工艺流程,系统研究了整个机械化施工工艺中的各个环节,提出了基于转运车的新机械化施工工艺,并从材料离析、温度离析和路面平整度3 个方面对其实际应用进行了试验研究,证明该工艺在中国是可行的,对整个沥青混凝土路面机械化施工具有一定的实践意义和理论指导意义。     

灌注式半柔性复合路面研究现状综述

基于半柔性复合路面的研究现状及应用情况,总结了灌注式半柔性复合路面材料的研究进展,并重点分析了水泥灌浆混合料的设计方法及其主要性能特点,结合以往试验研究数据对半柔性复合路面的高低温稳定性、水稳定性等性能研究进行了系统的阐述。根据现有应用效果,灌注式半柔性复合路面兼具沥青路面和水泥路面的优点,在中国道路工程中的应用具有较大的潜力。     

稀土改性沥青路面低温养护新材料探讨

从稀土冷补材料的原理及配置技术、稀土冷补材料的性能特点、冷补材料的生产与应用、不同类型的沥青混合料性能比较以及经济效益、社会效益等方面,对稀土改性沥青路面低温养护新材料进行了探讨。实践证明：稀土改性沥青路面低温养护新材料具有初始强度高、抗水性强、和易性与压实性好、贮存稳定、成型后路用性能优良等优点,应用于沥青路面的修补,取得了良好的效果。     

重载交通钢桥面铺装新型结构与材料

重载交通是我国钢桥面铺装使用的典型特征,重载交通条件下钢桥面铺装受力更为不利,对铺装材料和铺装结构性能提出了更高要求。该文介绍了适用于重载交通钢桥面铺装的反应性树脂混凝土、反应性灌注式混凝土、Bripro防水粘结体系等新型材料及其组成的RIPE铺装结构,并分析了其性能特征。     

不同沥青混凝土路面结构的大温差温度行为分析

为基于环境因素的大温差地区选择适宜的沥青混凝土路面结构提供理论依据。考虑沥青混合料的感温特性,将路面结构视为层间接触的不连续层状体系,应用ABAQU S的瞬态热分析和热-结构耦合求解技术,对不同基层类型沥青混凝土路面结构在低温大温差作用下的温度场与温度应力响应等温度行为特性进行分析。分析结果表明:采用级配碎石、掺2%水泥的级配碎石以及沥青稳定碎石等柔性基层的沥青混凝土路面结构组合,具有优良的抗环境温度变化作用的性能,是高寒、低温大温差地区值得推荐选用的沥青混凝土路面结构。