粗集料棱角性试验方法研究

针对粗集料棱角性评价方法进行理论和试验研究。从集料棱角性定义出发,考虑其对混合料路用性能的影响。提出松装密度、振装密度和流动时间3种评价粗集料棱角性的试验方法,并对石灰岩碎石、玄武岩碎石和破碎河滩料粗集料棱角性进行评价。研究针片状颗粒和浑圆状颗粒（破碎河滩料）含量与棱角性的关系,提出基于3种试验方法的粗集料棱角性技术指标及标准。     

集料针片状颗粒含量对CBR的影响

针片状颗粒多呈细长或扁平状,在施工压实过程或正常行车过程中易被压碎,造成级配细化、集料间嵌挤作用减弱,影响混合料的路用性能。为研究针片状颗粒含量对集料间嵌挤力的影响,通过改进的集料承载比(CBR)试验,开展了针状与片状颗粒含量对CBR和破碎率的影响研究,建议骨架嵌挤型级配或可靠度要求较高的工程所用粗集料中的针片状颗粒含量不宜超过10%,其他级配或工程所用粗集料中的针片状颗粒含量不宜超过20%。     

掺杂片麻岩细集料对沥青混合料的体积性能的影响

片麻岩在全国分布广泛,其储量仅次于石灰岩。文中对掺杂有片麻岩细集料的AC-13沥青混合料进行了空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度,以及粗集料骨架间隙率的实验。结果表明,在相同配合比下,掺杂片麻岩细集料的沥青混合料体积指标与全部使用石灰岩的混合料存在差异,产生的原因是片麻岩细集料针片状颗粒的含量和强度不同。     

针片状含量与沥青混合料性能的关系分析

针对重庆地区高速公路集料状况，通过对集料添加不同比例针片状颗粒，研究针片状含量对AC-20C沥青混合料性能的影响。研究表明，重庆地区沥青路面集料针片状含量波动范围较大，多数针片状含量为5％～15Yoo；随着针片状含量的增加，最佳油石比和空隙率增大，马歇尔稳定度、动稳定度、冻融劈裂抗拉强度比和残留稳定度均降低，降低了沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，对沥青混合料产生不利影响，建议沥青路面粗集料针片状颗粒含量不宜超过15％。     

粗集料对排水沥青混合料性能的影响

排水沥青混合料为骨架空隙结构,其粗集料的骨架结构对排水沥青混合料的稳定性和耐久性至关重要。为了研究粗集料类型对排水沥青混合料体积特性的影响,选择3种岩性的粗集料(S10、S12),1种TPS改性沥青,通过粗集料骨架间隙率VCA、马歇尔试验、车辙试验、间接拉伸试验、冻融劈裂试验,分析了3种不同粗集料对VCA、满足排水沥青混合料设计空隙率20%时各矿料级配组成的影响,结果表明,为满足排水沥青混合料的骨架结构和高温、低温、水稳定性能要求,2种粗集料S10和S12的相对用量比例应在40∶60~50∶50之间。     

针片状含量对于沥青混合料性能的影响及其在云南大昌高速上的应用研究

以大昌高速为背景,采用石灰岩碎石,选取粗集料针片状颗粒含量为5%、10%、15%、20%、25%、30%的6种石料对AC-20C混合料进行研究。马歇尔试验得到最佳油石比分别为4.35%、4.40%、4.45%、4.55%、4.60%、4.65%。分别成型试件并测试其路用性能,结果表明:随着针片状颗粒含量的增加,沥青混合料最佳油石比增加,沥青混合料高低温稳定性、水稳定性以及混合料间黏结性下降。通过调整破碎工艺可有效控制碎石针片状含量,在保证混合料路用性能的同时达到节省成本的效果。     

粗集料性能对排水性沥青混合料性能的影响分析

排水性沥青混合料作为一种集料嵌锁的混合料,其中的粗集料占比达到80%以上。骨料的性质、形状(尤其是针片状含量)会对混合料的性能产生很大影响。因此,通过室内试验,对粗集料性能及其与排水性沥青混合料强度、结构稳定性、渗水能力和抗滑性能的相关性进行分析,结果表明粗集料的压碎值和针片状含量对排水性沥青混合料的性能影响显著。压碎值越大,动稳定度越小,抗车辙能力越差,抗飞散能力越差;针片状含量越低,抗压强度和抗劈裂强度越大,渗水能力和抗滑能力越强。因此必须选择高强度、优质的粗集料以满足排水性沥青混合料强度、稳定性、渗水能力、抗滑性能的要求。     

沥青面层用粗集料针片状颗粒和含泥量技术指标研究

根据高速公路表面层沥青混合料用粗集料质量技术要求,针对石灰岩粗集料的针片状含量对集料压碎值、骨架的影响和对沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性的影响进行了试验研究,并分析了集料含泥量对沥青混凝土的水稳定性、高温稳定性的影响：研究结果表明,针片状含量对于集料性能影响显著,舍泥量对于沥青混凝土的各项路用性能都有明显影响：对高速公路沥青面层用粗集料,针片状颗粒含量按10％控制,含泥量技术指标建议采用0．5％控制     

基于彩色数字图像技术的粗集料松方密实方法选择

为确保沥青混合料集料骨架结构的形成,需要找到一种与路面沥青混合料相近的粗集料密实成型方法。基于彩色阈值分割技术,准确提取粗集料颗粒,根据颗粒的积聚状态特点,利用粗颗粒长轴与X轴正方向的夹角角度为评价指标,研究振实、捣实和旋转压实3种粗集料密实方法的粗集料堆积形态,并与沥青混合料试件粗颗粒长轴夹角进行对比。结果表明:基于彩色图像处理技术,避免了大颗粒被判断为小颗粒的误差,保证全部粗集料颗粒均被有效提取。捣实法粗集料夹角明显小于沥青混合料试件统计结果,粗集料松方振实法与沥青混合料试件颗粒长轴夹角统计结果数据最为接近,与捣实和旋转压实相比,是一种更为准确的粗集料密实方法。     

AC-13粗集料骨架CBR室内试验研究

通过借鉴骨架结构具有继承性的思想对粗集料进行分级组合CBR室内试验,以所得到的粗集料CBR作为评价指标,CBR值越大,骨架越强,得到AC-13粗集料颗粒组成的最优骨架及整个粗集料为最优骨架的比例组成并确定最强骨架级配范围,并与捣实密度试验的骨架结构进行比较分析,为骨架密实型沥青混合料设计提供依据.     

公路路基软岩质粗颗粒填料级配及力学性能研究

依托安徽枞阳长江北岸公路工程,开展天然软岩质粗粒土的级配组成分析和不同级配组成的压实土样室内模型动力加载试验,通过监测动态回弹模量变化来探究软岩质粗颗粒填料的力学性质。结果表明:软岩质粗颗粒填料力学性质的主要影响因素是颗粒的级配;对于软岩质粗颗粒填料,结构强度主要取决于其内粗颗粒特别是粗砾组颗粒（20～60 mm）构成的起决定作用的骨架强度,而填充于骨架空隙内的细颗粒对填料结构强度影响次之;软岩质粗颗粒填料在其最佳含水率和最佳P₅及以上粗颗粒含量（60 %～70 %）附近呈现出最高的动态回弹模量,此时填料的级配状况最好,易形成骨架密实型结构,可表现出最好的力学特性。     

矿料级配基本性能的试验研究

通过自行设计的填充试验和压碎试验,对混合料的密实度和骨架特性进行深入研究。研究结果表明,级配设计中的最大密实度状态与根据填充试验得到的矿料最大密实度状态是不一致的。压碎试验表明,各种粒径的颗粒在压碎时,其破碎颗粒都在4 75mm处出现峰值,说明4 75mm的颗粒是构成骨架的主要部分;同时填充试验也表明4 75mm的粒径尺寸是填充效率的分界点。因此,本文提出应以4 75mm作为粗细集料的分界点。     

不同粗集料组成的沥青混合料性能研究

粗集料是沥青混合料骨架结构的重要组成部分,不同种类和性质的粗集料对沥青混合料性能的影响各不相同。选取了7种不同种类和产地的粗集料,进行了基本物理力学性能试验,并以AC-16C粗型密级配为例,考察了不同粗集料对沥青混合料性能的影响。结果表明,粗集料性能对沥青混合料高温稳定性和水稳定性具有显著的影响,对低温抗裂性无影响,在固定其他条件的情况下,粗集料表观密度越小、吸水率越大,其沥青混合料动稳定度D S和劈裂强度比TSR越大。     

自调温沥青混合料路用性能及调温性能研究

选择一组密级配和一组开级配同时进行不同掺量的室内试验,探究自调温材料对沥青混合料空隙率、水稳定性能、高温稳定性以及析漏和飞散的影响规律;同时,对不同级配自调温材料沥青混合料路面进行温度观测,探究其调温幅度和边界。结果表明:随着自调温材料掺量的逐渐增多,开级配沥青混合料的空隙率不断减小且减小速率逐渐增大,稳定度先减小后增大,动稳定度逐渐减小,析漏损失基本维持在0.5 %～0.6 %之间;密级配沥青混合料的空隙率和动稳定度均逐渐减小,对稳定度影响较小;夏季温度高时,自调温路面自动储能吸热,降低密级配路面温度4.0 ℃左右,降低开级配路面温度2.0 ℃左右;冬季温度低时,自调温路面自动释放热量,提高路面温度约0.4 ～1.0 ℃。     

水基聚合物固化土强度增长规律研究

选用一种新型水基聚合物材料作为固化剂,研究水基聚合物掺量和失水养护温度、时间对固化土强度影响规律,建立失水率与固化土强度的关联关系。结果表明:水基聚合物会略微降低固化土早期（3 天）强度,但失水养护后期（4～7 天）强度明显提升,掺量越高,效果越明显。温度升高能提高固化土强度增长速度,提高无侧限抗压强度的终期（7 天后）强度,但会降低养护完全时的间接抗拉强度。水基聚合物固化土强度形成,主要是由于水基聚合物与土颗粒之间的氢键作用以及碳长链在土颗粒之间扩散生成网状结构形成黏结作用导致,强度增长随失水率的增长而逐渐加快。     

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。     

水泥稳定废粘土砖再生集料基层材料性能试验

为研究掺入废砖块集料后水泥稳定碎石性能的变化规律,在试验中将废砖块集料按20%,40%,60%,80%和100%的比例（质量分数,后同）分别替代粗、细集料配制成2组集料后,用5%水泥拌和制备试件,并测试了混合料的击实特性和试件的抗压、抗折强度、抗压回弹模量、干缩以及抗冻性。结果表明：废砖块集料含量多的混合料最大干密度较小而最佳含水率较大;随着废砖块集料含量的增加,试件抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变和抗冻指数随之下降,而-15℃～40℃温缩应变随之增大;为满足规范对基层强度的最低要求,建议混合料中废砖块集料替代天然粗集料或细集料的替代率分别不要超过70%和90%;另外,在冬季严寒地区,还应该考虑废砖块集料的使用引起的强度损失。     

对《公路桥涵施工技术规范》中水下混凝土粗集料优选卵石条文的不同看法

分析了水下混凝土粗集料优先选用卵石后，给桩体混凝土造成的严重质量隐患，鉴于目前早已具备了现代化施工机械条件，因此建议水下混凝土应选用碎石作粗集料。