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。     

寒区级配碎石上基层厚度和模量对沥青路面结构力学影响研究

寒区半刚性基层的干缩温缩造成反射裂缝，是面层横向开裂的主要原因之一，而采用级配碎石上基层的倒装沥青路面结构可有效防治反射裂缝的发展，因此结合寒区的气候特点，优化提出了级配碎石集料技术指标和级配范围，同时对级配碎石上基层沥青路面结构进行力学研究，提出适应寒区条件的级配碎石基层厚度和模量。     

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%。     

白灰稳定级配碎石性能的试验研究

从半刚性基层沥青混路土路面和级配碎石柔性基层路面的优缺点入手,在级配碎石中添加少量的白灰,考察了不同级配类型的白灰稳定碎石混合料性能,分别采用压实性能、强度和塑性变形、渗透性能进行了评价.研究表明,采用间断级配,在预留15％的孔隙率的基础上,在填充系数为0.9时,不但能提高纯级配碎石的模量、施工和易性、减小塑性变形,同时还使基层具有良好的排水性能,减少干缩与温缩裂缝,从而减少路面的反射裂缝.     

微黏结水泥稳定级配碎石混合料试验研究

从半刚性基层沥青混凝土路面和级配碎石柔性基层路面的优缺点入手,在级配碎石中添加少量的水泥黏结料,考察了不同级配类型的水泥稳定碎石混合料性能,分别采用压实性能、强度和塑性变形、渗透性能进行了评价。研究表明,采用间断级配,掺加少量水泥(1%),不但能提高纯级配碎石的模量、施工和易性、减小塑性变形,同时还使基层具有良好的排水性能,从而减少路面的反射裂缝。     

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。     

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。     

邵怀高速公路水泥稳定级配碎石半刚性基层非荷载作用裂缝控制

介绍了水泥稳定级配碎石基层强度的形成原理,对水泥稳定碎石基层裂缝的成因机理进行了系统研究。在综合运用试验条件下,统计了非荷载作用下水泥稳定级配碎石半刚性基层干缩应变、干缩系数与级配、失水率、环境温度之间关系,分析了影响水泥稳定级配碎石半刚性基层出现裂缝的主要因素,并在施工控制、配比设计、含水量控制、水泥剂量的控制、养生、压实度控制等施工工艺、工程措施方面提出了控制裂缝产生的措施。     

水泥稳定碎石基层材料干缩变形特性的试验研究

减少水泥稳定碎石基层材料的干缩裂缝,对延长半刚性基层沥青路面的使用寿命至关重要。根据目前国内高速公路水泥稳定碎石基层的使用情况,针对苏南地区高温多雨,水泥稳定碎石基层在湿度变化时易产生干缩裂缝这一缺陷,展开了相关试验研究。分析了水泥稳定碎石干燥收缩的影响因素,并从材料组成方面,探讨了减少水泥稳定碎石基层材料干缩裂缝的方法。结果表明:集料级配组成、失水率、暴露时间、强度、空隙率等,均对水泥稳定碎石基层材料的干缩变形特性产生明显影响。     

大粒径级配碎石在旧水泥路面改建中的应用技术研究

结合旧水泥路面改建实体工程,对大粒径级配碎石在旧水泥路面上代替半刚性基层的应用技术包括路面结构设计、材料组成设计和力学性能以及施工技术进行了研究,结果表明:大粒径级配碎石基层应用于旧水泥路面改建中,可以有效防止路面反射裂缝的产生。     

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。     

低水泥剂量稳定级配碎石基层在沥青路面大修工程中的应用

水泥稳定碎石半刚性基层强度高、刚度大、整体稳定性良好,但容易产生裂缝;级配碎石柔性基层排水能力强、抗裂性良好,但强度低、稳定性差;结合两者的优缺点,提出低水泥剂量稳定级配碎石基层,本文结合具体的公路工程,利用低水泥剂量稳定级配碎石基层铺筑试验段,并对其进行路面表面平整度、裂缝、弯沉试验的检测,详细论述了低水泥剂量稳定级配碎石基层的路用性能。     

橡胶纤维水泥稳定碎石路用性能研究

对公路基层广泛采用的水泥稳定碎石的路用性能进行研究,采用橡胶颗粒混掺聚丙烯纤维增强该种稳定材料的路用性能。根据材料抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度、冻融劈裂及材料干缩试验验证橡胶纤维水泥稳定碎石基层的路用性能改善结果。结果表明,传统水泥稳定碎石基层混掺橡胶颗粒及聚丙烯纤维后,抗拉强度、抗冻性、干缩特性均有明显改善。采用该种材料可以有效降低车辆荷载作用下基层开裂的概率,对降低半刚性基层沥青路面反射裂缝有重要意义。     

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。     

掺纤维水泥稳定碎石基层材料配合比研究

水泥稳定碎石基层材料由于刚性大,容易收缩开裂,导致沥青混凝土面层反射裂缝.一般地,水泥稳定碎石基层材料收缩受级配和外加剂等因素的影响,文章在固定级配的基础上,通过在水泥稳定碎石基层材料中掺加适量的纤维,以减少基层材料的刚性,增大其抗裂能力.鉴于掺纤维水泥稳定碎石基层材料路用性能影响因素多,文章采用均匀设计方法安排试验,并用SPSS统计软件对试验结果进行回归分析,确定了影响掺纤维水泥稳定碎石基层路用性能的主要因素和最佳配合比.试验结果表明,掺纤维水泥稳定碎石具有良好的柔韧性能和较小的收缩系数.     

级配碎石材料级配设计方法探讨

级配碎石基层有利于改善半刚性基层引起的反射裂缝,但材料本身的强度和变形是工程应用过程中必须注意的,松散材料的粘结力普遍较低,且易发生较大的变形.该文在嵌挤一密实结构的指导思想下提出级配碎石材料的组成设计方法--填充系数法,结合现场实际碾压设备,试件成型采用振动成型工艺,除干密度和CBR评价指标外,提出回弹模量和塑性变形指标,从强度和变形两个方面对级配碎石混合料进行评价.     

不同沥青混凝土路面结构的抗裂性能对比分析

反射裂缝是半刚性基层沥青混凝土路面的主要病害之一,通过在半刚性基层和沥青混凝土面层之间分别加入级配碎石、低剂量水泥稳定级配碎石和沥青碎石,研究其对反射裂缝的影响。从断裂力学的基本原理出发,应用有限元软件建立三维有限元模型,在裂纹尖端创建奇异单元,分析了不同路面结构应力强度因子随裂纹长度的变化规律。应用广义Paris公式,对各种路面结构疲劳寿命进行了预估,结果表明:级配碎石或低剂量水泥稳定级配碎石层的加入可有效抑制半刚性基层反射裂缝的扩展,但其会明显增加沥青混凝土层弯拉疲劳开裂的可能性;沥青碎石层的加入对减少沥青混凝土面层剪切型和弯拉型开裂都具有良好的作用。     

低水泥剂量稳定级配碎石综合收缩性能评价指标的研究

为了有效且全面地评价低水泥剂量稳定级配碎石的收缩性能,对其收缩性能进行深入研究,以弥补现有评价方法的缺失,本文根据低水泥剂量稳定级配碎石室内收缩性能试验分析,综合考虑干缩、温缩的影响,并结合辽宁地区的气候及地理条件,对辽宁自然区域进行沥青路面使用性能综合划分,提出综合抗裂性能系数K,确定干缩和温缩缩裂性能权重系数和相关的评价标准。水泥掺量为2%的低水泥剂量稳定级配碎石的综合收缩性能比水泥掺量为3%的综合收缩性能优越,故此在满足强度要求的前提下,降低水泥掺量,可提高低水泥剂量稳定级配碎石的收缩性能;综合抗缩裂性能系数K,能有效且全面地评价辽宁地区低水泥剂量稳定级配碎石基层材料的收缩性能,为低水泥剂量稳定级配碎石基层的应用提供参考。     

柔性纤维增强水泥稳定碎石抗裂性评价方法

半刚性基层材料自身抗裂性能不足将导致基层开裂,基层开裂将导致路面结构的破坏.针对半刚性基层常见的开裂病害,提出采用柔性纤维增强水泥稳定碎石抗裂性能,并通过室内干缩试验、温缩试验以及断裂韧性试验研究了柔性纤维增强水泥稳定碎石的抗裂性能.结果表明材料的干缩耗能系数、温缩耗能系数以及断裂韧度综合反映了柔性纤维增强水泥稳定碎石的抗裂性能,可以用来定性评价半刚性基层的抗裂性能.     

振动搅拌对水泥稳定碎石干温缩性能的影响

为了提高水泥稳定碎石半刚性基层材料的抗裂性能,通过振动搅拌与普通强制搅拌的对比试验,研究了不同搅拌方式对水泥稳定碎石半刚性基层材料干缩、温缩系数的影响。研究结果表明,振动搅拌技术使得水泥稳定碎石半刚性基层材料的干缩、温缩系数都有所减小,在一定程度上提高了水泥稳定碎石半刚性基层材料的抗裂性能。