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。     

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%。     

掺废旧沥青混合料水泥稳定碎石基层性能研究

龄期、级配类型及温度是影响水泥稳定碎石强度的重要因素。文中通过对掺有不同掺量废旧沥青混合料的水泥稳定碎石进行无侧限抗压强度、干缩及温缩试验,分析了其强度及收缩性能在龄期、温度、级配及废旧沥青混合料掺量等因素影响下的变化规律。     

沙漠公路倒装式沥青路面力学性能研究

沙漠地区昼夜温差大,年最热月、最冷月极端气温均较为明显,公路产生温缩、干缩开裂病害难以避免,造成路面结构强度下降。基于此,提出沙漠公路倒装式沥青路面结构试验段方案,利用粒料类柔性基层防止或延缓沥青路面反射裂缝。根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）中路面结构验算方法,采用HPDS计算软件,分析研究倒装式沥青路面级配碎石层厚度、模量对路面结构力学性能影响以及路面结构的疲劳衰减性能。结果显示：级配碎石层过厚,容易造成沥青层的弯拉疲劳开裂,且路表弯沉值小幅减小,而厚度过小,不宜压实,容易产生离析,应以15～18 cm为宜;级配碎石层回弹模量越大,半刚性层疲劳开裂和沥青混合料层疲劳开裂对应的累计当量轴次以及沥青混合料层永久变形量均增大,半刚性层层底拉应力明显减小。     

透水水泥稳定碎石基层混合料材料组成和室内性能试验研究

针对水泥稳定碎石基层应具有透水、一定的强度及抗收缩的特性,设计级配选用骨架孔隙结构,用体积法来设计级配,以空隙率和7 d无侧限抗压强度为控制指标.把水泥、粉煤灰和膨胀剂一起当做胶结料,采用内掺法进行胶结料的组分设计.由空隙率测试、抗压强度试验、弯拉强度试验和干缩、温缩试验结果,确定了透水水泥稳定碎石基层材料组成的最佳胶...     

全深式水泥稳定就地冷再生基层应用与耐久性能评价

为了将含有回收沥青路面材料及回收基层材料的废旧路面材料就地水泥冷再生后用于高速公路的基层,并能在短期内快速评价水泥就地冷再生基层的耐久性能,大广高速奈曼东连接线进行了全深式水泥稳定就地冷再生基层和骨架密实型水泥稳定碎石基层的劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度、动态压缩模量试验(中间段法)、干缩温缩应变、冻融循环水稳定性与抗疲劳耐久性等的对比研究,进而采用足尺加速加载试验评价了全深式水泥稳定就地冷再生基层的长期使用性能。研究结果表明,全深式水泥稳定就地冷再生混合料的7d无侧限抗压强度、弯拉强度、动态压缩模量完全能满足规范中高速公路基层的要求;相同试验条件下,水泥稳定就地冷再生混合料的强度特性、力学性能、抗冻性及疲劳寿命均小于新成型骨架密实型水泥稳定碎石混合料,但2种半刚性基层的承载能力相差不大;在持续荷载作用下,路面基层疲劳损伤累积会导致其承载能力不断衰减,随着试验轮加载次数增大,2种半刚性基层弯沉代表值持续增大,而弯沉增长率呈先显著增大后趋于平稳的变化趋势,全深式水泥稳定就地冷再生基层的承载能力衰减对重复荷载作用更加敏感。足尺加速加载试验加载了120万次后,全深式水泥稳定就地冷再生基层未发生疲劳开裂病害,也表现出了良好的耐久性能;建议改扩建工程中,宜将全深式水泥稳定就地冷再生基层应用于交通量较小的车道方向。     

半刚性基层材料路用性能的试验研究

通过室内试验,研究了3种半刚性基层材料(水泥碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、二灰碎石)的强度特性、断裂韧度、干缩特性及疲劳性能,比较了它们的路用性能。试验结果表明:半刚性基层材料的断裂韧度与弯拉强度具有一定的相关性;二灰碎石与水泥类稳定碎石相比,强度和断裂韧度较低,干缩性能和疲劳性能较好;水泥类稳定碎石抗弯拉强度比二灰碎石高,可弥补其疲劳寿命衰减过快的不足;用粉煤灰代替部分水泥,有广泛的工程应用前景。     

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。     

微粘结级配碎石基层的性能分析

级配碎石柔性基层存在回弹模量小及永久变形大的缺陷,容易导致面层的网裂和过大的车辙;水泥稳定碎石半刚性基层存在干缩温缩大的缺陷,容易导致路面产生反射裂缝。从解决二者的缺陷入手,提出采用微粘结级配碎石作为路面的基层,通过室内试验确定不同水泥剂量的微粘结级配碎石材料的CBR值和无侧限抗压强度,以此分析合理的水泥剂量。结果表明:随着水泥掺量的增加,级配碎石的CBR增大,但是过多的水泥掺量会使路面基层呈现半刚性基层,干缩温缩大,反射裂缝明显。微粘结级配碎石材料可以用作路面基层,能提高纯级配碎石的模量,提高级配碎石的施工和易性、减少沥青路面反射裂缝。     

以矿渣为主要组分的环保型路面基层结合料及其稳定土的力学性能

利用碱钙硫复合激发矿渣粉潜在活性的机理,以水泥的强度、凝结时间、抗裂性为技术指标研制出了2种环保的新型路面基层结合料(NSB),该结合料的矿渣粉用量达到了75%.通过对NSB稳定细粒土与级配碎石的力学性能试验,分析了NSB用在稳定土中的可行性.结果表明:这2种NSB都具备了缓凝、抗裂性好的优点,且强度超过了半刚性路面基层对水泥的技术要求;用NSB稳定细粒土与级配碎石,具有抗压强度、弯拉强度与劈裂强度均较高、最大弯拉应变较大的特点;同时用数据说明了2种结合料对土有选择性,石灰石掺量为2%的NSB1适合稳定级配碎石,而石灰石掺量为4%的NSB2适合稳定细粒土.所有的研究表明这2种NSB能够满足半刚性基层的需求.     

玄武岩纤维对乳化沥青水泥稳定碎石性能的影响研究

在乳化沥青水泥稳定碎石基层材料中添加掺量0.6 ‰，长度为18 mm的玄武岩纤维后，通过室内试验对乳化沥青水泥稳定碎石性能的影响进行研究。结果表明:随着养护龄期的增加，乳化沥青水泥稳定碎石的弯拉强度逐渐增加，干缩应变逐渐降低；相比不掺玄武岩纤维的乳化沥青水泥稳定碎石，掺纤维后，乳化沥青水泥稳定碎石的最大干密度和最佳外掺水量变化不大；乳化沥青水泥稳定碎石的抗疲劳性能提升，且各个龄期的的干缩应变明显降低，弯拉强度明显上升。通过工程应用表明，在乳化沥青水泥稳定碎石中添加玄武岩纤维能很好地降低反射裂缝，提升道路整     

磷石膏基抗裂缝剂水泥稳定碎石性能试验研究

在连续施工工艺中,在高速公路半刚性基层混合料中,添加具有缓凝、微膨胀作用的抗裂缝剂,缓凝后的水泥混合料凝结时间在8~10 h,在基层材料初凝硬化前,进行面层沥青混合料的摊铺和碾压,提高道路基面层的层间结合强度,同时,使基层具有良好的微膨胀性和致密性,减小半刚性基层空隙率,通过缩小温度和湿度变化空间来提高基层抗干缩、温缩性能,抑制反射裂缝的产生。在进行大量试验的基础上,对掺抗裂缝剂水泥稳定碎石基层材料的力学性能和收缩性能进行了研究。在水泥稳定碎石中,添加适量的抗裂缝剂,水泥稳定碎石的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯拉强度均得到提高;同时,使得水泥稳定碎石的抗压回弹模量及抗弯拉弹性模量有所降低,改善水泥稳定碎石的收缩性能。最后,通过SEM微观电镜扫描,分析了抗裂缝剂的缓凝及膨胀机理。     

低水泥剂量稳定碎石级配组成设计与性能研究

为减缓传统半刚性基层收缩开裂进而导致沥青面层产生反射裂缝,分别采用逐级填充法和n法确定粗集料骨架级配和细集料密实级配,并以无侧限抗压强度和干缩系数为指标优选出两种设计级配,给出推荐级配范围;基于振动成型方法,通过抗压强度试验、劈裂试验及CBR试验,对比分析了两种设计级配和规范级配中值水泥稳定碎石的力学性质,并初步确定最低水泥剂量;最后,从干缩性和稳定性两方面进一步研究水泥剂量对设计级配水泥稳定碎石路用性能的影响规律。研究结果表明:优选出的两种水泥微黏结级配碎石具有良好的骨架密实结构,力学性能与路用性能均优于规范级配中值;水泥掺量为3.0%时,水泥微黏结级配碎石基层表现出良好的抗干缩性和稳定性。     

掺玄武岩纤维水泥稳定再生碎石基层性能研究

针对不同的建筑垃圾掺量,通过抗压强度试验、抗弯拉强度试验、干缩性能试验、抗冲刷性能试验、抗冻性试验、抗疲劳性能试验,研究掺加玄武岩纤维对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响.试验结果表明:掺加纤维后,水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度增大,干缩系数降低,28 d冲刷质量损失率降低,冻稳系数增大、90 d疲劳寿命提高;随着建筑垃圾掺量的增大,水泥稳定建筑垃圾的路用性能逐渐降低.建筑垃圾掺量为100％时,掺纤维水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度分别比不掺纤维的水泥稳定建筑垃圾增大了10.1％、17.1％,28 d干缩系数降低了19.4％,冲刷损失率降低了14.6％,冻稳系数增大了2.4％,疲劳寿命增大了26.7％(应力比为0.6)、12.6％(应力比为0.7).建筑垃圾掺量小于等于75％、纤维掺量为0.06％时,水泥稳定建筑垃圾可应用于重交通荷载等级下高速公路基层中.     

水泥稳定钢渣碎石基层材料路用性能研究

通过室内浸水膨胀率试验、CBR试验及无侧限抗压强度试验,设计了60 %钢渣掺量的水泥稳定钢渣碎石材料配合比,对比研究了水泥稳定钢渣碎石与水泥稳定碎石路用性能。结果表明:粗型C级配钢渣碎石材料承载力和体积稳定性最好,4 %水泥掺量的稳定钢渣碎石抗压强度满足基层强度设计要求;水泥稳定钢渣碎石养生前期力学强度增长速率大于后期强度增长速率,室内标准养生试件抗压强度较现场养生试件强度提高了17 %,16 %;干缩观测时间≥28天,水泥稳定钢渣碎石干缩性基本消失;冲刷时间>60分钟,水泥稳定钢渣碎石累计冲刷量曲线减缓,质量损失显著减小。     

精炼钢渣水泥稳定混合料性能室内试验研究

以广西北海诚德不锈钢厂的精炼钢渣为研究对象,对含水率、化学成分、物理性质、稳定性、膨胀特性及有害物质重金属析出进行分析,将钢渣作为道路材料探究其可行性;将钢渣水泥稳定混合料在5种水泥掺量下分别进行击实试验和7、28 d无侧限抗压强度试验验证其抗压强度,在14%水泥掺量下进行28、90 d弯拉试验、劈裂试验验证其力学性能,进行干缩试验验证其稳定性。结果表明,钢渣的主要成分是CaO,活性较高,颗粒细腻,含水率较高,f—CaO、f—MgO的含量达到规范要求,且无膨胀性,重金属析出也远低于规范要求;压制成型的钢渣水泥稳定混合料试块密实性好,且抗压强度整体较高,水泥掺量为5%以上的钢渣水泥稳定混合料满足二级及二级以下公路要求;钢渣水泥稳定混合料满足弯拉强度要求,且干缩性能稳定,符合路面基层材料要求。     

玻璃-聚酯混掺纤维水泥稳定碎石收缩性能研究

为了减小水泥稳定碎石材料的收缩变形,提高水泥稳定碎石基层材料的抗裂能力,本文将聚酯纤维与玻璃纤维,以单掺和复掺两种不同方式掺加入水泥稳定碎石中,研究纤维种类、掺量和龄期对水泥稳定碎石力学性能和收缩性能的影响规律。试验结果表明:掺加纤维可以提高水泥稳定碎石的无侧限抗压强度,改善基层材料的收缩性能,其中玻璃—聚酯纤维混合掺加入基层材料中,能够显著改善水稳碎石材料的力学性能和收缩性能。     

固化剂稳定铁尾砂基层结构设计参数取值分析

为分析固化剂稳定铁尾砂材料用作基层时结构设计参数取值,分别进行不同铁尾砂、5-10 mm碎石及固化剂掺配比例下,试件90 d养生龄期的弹性模量试验及弯拉强度试验。试验结果表明:5-10 mm碎石添加30%和40%时,固稳铁尾砂弹性模量及弯拉强度测试值与规范推荐的水泥稳定碎石弹性模量及弯拉强度接近或略高;未掺碎石时,固稳铁尾砂弹性模量及弯拉强度测试值与规范推荐的水泥稳定土弹性模量及弯拉强度接近或略高。确定了固稳铁尾砂混合料弹性模量及弯拉强度推荐取值范围,通过疲劳试验,采用Haversine(半正弦)加载模式,回归得到的稳定铁尾砂混合料(5-10 mm碎石添加30%,固化剂用量6%)疲劳参数a的取值为13.49,b的取值为12.008,疲劳参数与规范推荐的水泥稳定碎石类材料接近。     

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。