废旧水泥稳定碎石冷再生利用疲劳寿命研究

现行的公路沥青路面再生技术规范没有对冷再生基层混合料的疲劳破坏做出技术要求,为了研究冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命,通过不同含量的水泥、乳化沥青冷再生混合料的无侧限抗压强度、回弹模量、劈裂强度等试验,分析了冷再生旧路水泥稳定碎石基层物理力学性能。根据冷再生旧路水泥稳定碎石试验资料,应用多层弹性连续体系理论计算了不同乳化沥青掺量和不同冷再生旧路水泥稳定碎石基层厚度的层底应力比。不考虑现场综合修正系数kc,室内疲劳试验结果表明:掺入乳化沥青冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命大于按沥青路面设计规范计算的新拌水泥稳定碎石疲劳寿命,乳化沥青增加了冷再生旧路水泥稳定碎石混合料的柔性,延长了疲劳寿命。     

不同建筑垃圾掺量的水泥稳定级配碎石混合料性能

基于无侧限抗压强度试验、弯拉强度试验、动态压缩模量试验、温缩与干缩试验与三分点加载疲劳试验，研究建筑垃圾再生集料（CWRM）掺量对水泥稳定级配碎石混合料力学性能、变形特性与抗疲劳耐久性能的影响，建立建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料力学性能之间的相关性。研究表明：随着CWRM掺量的增大，建筑垃圾再生集料水泥稳定碎石混合料的力学强度降低、干缩系数与温缩系数增大，同时抗疲劳耐久性能降低。建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料具有良好的抗疲劳耐久性能，建议适宜的CWRM掺量不超过40%，且水泥掺量宜为4%～6%。     

掺钢渣水泥稳定碎石配合比优化设计及路用性能研究

为分析萍钢钢渣代替碎石对水泥稳定碎石基层的影响,参照半刚性基层水泥稳定碎石配合比设计方法,对3种结构类型、9种级配的萍钢钢渣混合料进行5%水泥剂量的7 d抗压强度试验,确定最优级配;进行5种钢渣掺量水泥稳定碎石混合料抗压强度试验、弹性模量试验、干缩试验和温缩试验并与水泥稳定碎石进行对比。结果表明,水泥稳定钢渣的级配以骨架密实细型级配为最优;以60 d强度为优化目标比7 d强度更合理;掺钢渣水泥稳定碎石的强度、弹性模量及干缩性能优于水泥稳定碎石,但其温缩性能降低。     

水泥稳定碎石基层级配研究

水泥稳定碎石基层作为一种良好的半刚性基层材料,在我国高等级公路上得到广泛运用。参考SMA级配的设计思想,分析了5种不同级配水泥稳定碎石的结构,并进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明在水泥用量相同的前提下,骨架密实结构的水泥稳定碎石具有较高的强度。改变水泥稳定级配碎石的结构类型即由传统的悬浮密实结构转变成骨架密实结构,可改善半刚性基层材料的力学性能。     

冷再生基层混合料疲劳试验研究

采用室内弯拉疲劳试验研究一定荷载和环境条件下的冷再生基层混合料的疲劳性能,得出冷再生基层混合料的疲劳方程,并与普通半刚性基层材料、添加20%、40%碎石新骨料的冷再生基层混合料的疲劳性能进行对比。试验表明各种材料疲劳性能优劣的一般规律为:普通半刚性材料的疲劳性能添加40%碎石新骨料的冷再生基层混合料添加20%碎石新骨料的冷再生基层混合料完全冷再生基层混合料;在高应力比下,添加20%碎石新骨料的冷再生基层混合料的疲劳性能相对较好,在低应力比下添加40%碎石新骨料的冷再生基层混合料的疲劳性能相对较好,冷再生基层混合料可以满足规范对二级公路强度的要求,因此冷再生基层混合料能应用于等级为二级及以下的公路工程中。     

添加PVA纤维的水泥稳定碎石混合料抗裂与耐久性能研究

基于7 d无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量及长度对水泥稳定碎石力学性能的影响,优化出适宜的纤维掺量和长度;进而通过干缩试验、温缩试验、疲劳试验、冻融循环试验,研究了PVA纤维水泥稳定级配碎石混合料的变形特性和疲劳性能,基于SEM试验揭示了PVA纤维的增强机理。结果表明,掺加PVA纤维显著改善了水泥稳定碎石混合料的抗压强度和弯拉强度,PVA纤维提高了水泥稳定级配碎石的抗疲劳耐久性和抗冻融性能,并能减少干缩变形和温缩变形。在PVA纤维掺量1.1 kg/m~3、纤维长度20 mm时,水泥稳定级配碎石的各项力学性能、变形特性和疲劳性能达到峰值。锚固在水泥稳定级配碎石中的PVA纤维具有协同受力、传递荷载、协调变形的作用,从而有效延缓了破坏裂纹的产生和发展。实体工程跟踪检测结果表明,掺加PVA纤维可以提高水泥稳定碎石基层的抗压强度,阻止半刚性基层产生反射裂缝,并延缓半刚性基层产生疲劳开裂,PVA纤维水泥稳定碎石基层具有推广应用价值。     

骨架密实型水泥稳定混合料成型方法试验研究

骨架密实型水泥稳定碎石能够提高基层强度和基层抗裂缝能力。介绍了骨架密实型水泥稳定碎石混合料配合比材料选择要求,以及振动成型与静压成型试验方法对比,根据现场施工的角度,对水泥稳定碎石混合料的振动成型试验检测进行阐述及检测评估。     

水泥冷再生混合料基层疲劳特性分析与预测

通过测试不同水泥掺量冷再生混合料基层的抗压强度、弯拉强度评价其基本力学性能,通过疲劳试验分析不同水泥掺量冷再生混合料基层的疲劳寿命,并采用ARIMA(自回归积分滑动平均)模型预测其损坏状况指数,分析疲劳特性衰变趋势。结果表明,随着水泥掺量的增加,冷再生混合料的力学强度增强,水泥掺量为4%～6%时混合料强度增长速率大于掺量为7%时的增长速率;混合料的疲劳寿命先增大后减小,水泥掺量为6%时疲劳特性最好;ARIMA模型的水泥冷再生混合料基层损坏状况指数预测值与实测值接近,可将ARIMA模型用于水泥冷再生混合料性能衰变评价。     

骨架密实型水泥稳定碎石基层配合比设计与施工工艺研究

骨架密实型水泥稳定碎石能够提高基层强度，改善基层裂缝。介绍了骨架密实型水泥稳定碎石混合料配合比设计的基本思路、方法及步骤。并且从现场的角度，对水泥稳定碎石混合料的施工工艺要点进行了阐述，并对采用该级配作为基层的试验路段进行检测评估。     

级配对水泥粉煤灰稳定碎石力学性能与温缩特性的影响

选取规范级配范围内的粗细不同的3种级配,对水泥粉煤灰稳定碎石混合料的力学性能和温缩特性进行了试验研究,结果表明:集料的骨架结构对混合料早期无侧限抗压强度影响较大,而对于后期强度,骨架密实结构的混合料抗压强度较高,劈裂强度体现了相似的规律性;由于3种级配集料在混合料中所占的体积近似,同一养生龄期的混合料的回弹模量相近;温缩系数随着填料含量的增加而增大,随着龄期的增长略有增大。     

水泥稳定碎石基层的弹塑性特性

为了认识水泥稳定碎石基层的弹黏塑性特性,优化路面结构的设计计算,选用路面常用的骨架密实和悬浮密实2种水泥稳定碎石基层材料,振动压实成型了Φ150×150 mm标准圆柱体试件,应用微机控制万能试验机,设定不同加载速率(0.5,1,1.5,2,4 mm·min~(-1)),进行简单加载、循环加卸载、抗压回弹模量、徐变和松弛等试验,测试试件的应力-应变及其随时间的变化,分析强度、刚度、徐变与松弛等变化规律及加卸载应力-应变特性,研究水泥稳定碎石基层的弹塑性特性,提出改进型本构模型。结果表明:加载速率对试验结果的总体影响小于4.4%(相对误差),且60 min的徐变变形最大为0.03%,14 min的应力松弛最大为6.9%,表明水泥稳定碎石基层的黏性极弱,可以忽略不计;每次加载卸载后均有回弹变形和永久变形出现,反映了水泥稳定碎石基层的弹塑性性质,且服从有应力强化的弹塑性固体模型,可以用广义圣维南模型模拟分析;提出的改进型邓肯-张本构模型数值模拟具有很好的有效性,可以用来分析水泥稳定碎石的应力-应变曲线;0.4σ_(max)(σ_(max)为水稳碎石混合料的破坏强度)对应的割线模量十分接近传统的回弹模量,说明简化的0.4σ_(max)取值法可以用来测试水泥稳定碎石基层的回弹模量;从总体路用技术性能来看,骨架密实型的水泥稳定碎石基层要优于悬浮密实型。     

特殊路段半刚性基层沥青路面水泥稳定碎石快速施工技术研究

针对不能封闭交通,对水泥稳定碎石进行正常养生成型的路段,对悬浮密实型和骨架密实性水泥稳定碎石在不养生条件下的力学性能分析,提出骨架密实型水泥稳定碎石在不养生条件下成型的可行性。并通过实际铺筑试验路,检测其弯沉、模量变化指标,发现铺筑24h后,水泥稳定碎石强度变化最大,提出采用弯沉检测的方法来保证快速铺筑上部结构层后,水泥稳定碎石达到设计强度的控制方法。     

龄期对水泥稳定基层强度与模量的影响研究

针对沥青路面水泥稳定类基层存在着设计指标、施工控制指标、竣工验收指标的不一致性,文章通过对水稳基层材料的室内试验研究了不同龄期对骨架密实型水泥稳定碎石基层无侧限抗压强度和顶面抗压回弹模量的影响,并根据试验结果找出强度与模量随龄期的变化规律。研究结果表明:无侧限抗压强度与抗压回弹模量都随龄期单调变化,而且变化规律相似。     

泡沫沥青再生水泥稳定碎石基层材料室内试验研究

针对水泥稳定碎石基层利用泡沫沥青冷再生技术进行一系列专项试验,分析泡沫沥青发泡特性,优化混合料配合比设计,通过马歇尔击实试验确定最佳泡沫沥青用量,分析混合料拌和温度对材料性能的影响,并对力学性能包括间接抗拉强度、无侧限抗压强度及抗压回弹模量等主要设计参数进行研究,为泡沫沥青冷再生技术在水泥稳定碎石基层的应用提供参考数据.     

新疆地区半刚性基层材料与结构设计参数研究

本文以新疆地区常用水泥、二灰及级配砂砾等半刚性基层材料,选用典型的骨架密实型及悬浮密实型级配,通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、抗压回弹模量试验等研究了二灰稳定砂砾设计参数与龄期、水泥稳定砂砾设计参数与水泥剂量的关系,采用数理统计方法确定了新疆地区无机结合料稳定砂砾半刚性基层的设计参数取值范围。     

半刚性基层材料的结构特征

根据基层材料中粗集料和细集料的分布状态,将基层材料的结构划分为骨架密实、骨架孔隙、悬浮密实和均匀密实4种类型.依据粗集料压密后的剩余空隙体积和细集料、结合料一起压密后体积之间的相对关系提出了不同结构类型半刚性基层材料的室内检验方法,给出了骨架密实、骨架孔隙结构水泥稳定类半刚性基层材料的设计方法;并对不同结构类型水泥稳定碎石材料的抗压强度、劈裂强度、抗折强度、抗压回弹模量以及抗折回弹模量进行了试验研究.结果表明:不同结构类型的半刚性基层材料有着显著的性能差异,在满足强度指标的情况下,骨架密实结构比传统的悬浮密实结构有着更好的抗裂和抗冲刷性能.     

橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究

为了增加水泥稳定碎石半刚性基层材料的韧性，有效提高其抗裂性能，以减少因基层开裂引起的路面反射裂缝，以粒径为2.36~4.75 mm的橡胶颗粒等体积替换同粒径的集料，制备了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。橡胶颗粒掺量分别为该粒径集料总体积的38%、57%、76%和95%。采用材料试验系统（MTS）开展了7 d无侧限抗压强度试验、四点弯曲强度试验和劈裂强度与模量试验，揭示了无侧限抗压强度、最大劈裂与弯拉应变及劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的变化规律，提出了一种强度满足规范要求、模量可调控的水泥稳定碎石材料制备方法。研究结果表明：橡胶-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度随橡胶颗粒掺量的增加而减小，且两者呈幂函数关系，当掺量在80%以下时可满足规范中的强度要求；最大劈裂应变随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐增大，在保证强度的基础上，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的1.9倍，而弯拉应变则先增大后减小，在保证设计强度的前提下，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的3.79倍；劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的增加而减小，两者呈幂函数关系；橡胶-水泥稳定碎石的韧性较传统水泥稳定碎石显著增强，从而提高了其作为半刚性基层材料的抗裂性能；橡胶颗粒的掺入使水泥稳定碎石在保证强度的前提下，实现了破坏应变显著增大（即断裂能显著增大）、模量可调可设计的功能。     

搅拌方式对水泥稳定碎石混合料抗压强度的影响

为了提高水泥稳定碎石混合料的搅拌均匀性,改善抗压强度,采用正交试验的方法,对水泥质量比（用量,下文同）为4%的悬浮密实型混合料,通过分析振动搅拌条件下不同位置混合料的7 d无侧限抗压强度及其变异系数,确定搅拌时间、湿拌时间、振动频率和搅拌速度的合理取值与匹配,并在此基础上对3%、4%和5%水泥用量的悬浮密实型和骨架密实型混合料,开展振动搅拌与普通搅拌的对比试验,分析振动搅拌对水泥稳定碎石混合料抗压强度的影响。结果表明：在振动搅拌条件下,搅拌时间对混合料抗压强度的影响最大,振动频率和搅拌速度次之,湿拌时间的影响最小,并且随着各搅拌参数取值的增大,抗压强度增加且变异系数降低;在选用合理搅拌参数的基础上,振动搅拌能够显著提升混合料的强度指标,但随着水泥用量增加,振动搅拌混合料的强度提高率降低;与普通强制搅拌相比,振动搅拌悬浮密实型混合料的强度平均提高20.7%,骨架密实型混合料的强度平均提高16.1%,强度变异系数降低约40%;在相同的水泥用量下,振动搅拌和普通强制搅拌的骨架密实型混合料强度都明显高于悬浮密实型,但振动搅拌对悬浮密实型混合料更为敏感,强度提升幅度更大。     

水泥稳定碎石耐久性增强技术

为了解决高等级公路普遍采用的半刚性基层材料水泥稳定碎石容易出现裂缝、唧浆等病害的问题,基于重型击实法和振动拌合工艺,分别从提升拌合工艺、添加纤维和优化级配设计3个方面对水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗冲刷性开展了室内试验对比研究,分析了不同增强技术对混合料耐久性的影响。结果表明:3种增强技术可以有效提高水泥稳定碎石混合料的耐久性,其中振动拌合工艺和骨架密实型结构对抗压强度的提升最为显著;添加纤维可以有效提升混合料的抗裂性能和抗冲刷性能,从而减少裂缝和唧浆等病害的产生。     

骨架密实结构水泥稳定碎石抗裂基层技术研究

用振动法进行了水泥稳定碎石混合料级配的优化,并对优化结果进行了对比分析.试验结果表明:用振动法优化的骨架密实结构水泥稳定碎石基层的抗裂能力明显高于悬浮结构.根据室内试验确定了实体工程采用的材料配比,并用于工程实践.现场检测结果表明:经振动压实的骨架密实结构水泥稳定碎石混合料强度、抗裂特性与室内振动成型的混合料特性基本一...