基于快速养护技术的水稳基层力学性能试验研究

为研究快速养护技术对水泥稳定基层路用力学性能的影响,通过无侧限抗压强度试验、抗压回弹模量试验及抗裂性能试验,分析了养护剂、养护龄期等因素对其力学性能和抗裂性能的影响。结果表明,快速养护技术能有效改善水泥稳定基层的力学性能、抗裂性能和稳定性能,提高无侧限抗压强度和抗压回弹模量,降低干缩系数和温缩系数;养护剂对早期强度的影响较显著,对后期刚度的增强更为有利,且无侧限抗压强度值和抗压回弹模量之间存在良好的线性关系;高温型(Ⅲ型)养护剂对其力学性能的改善效果最佳,低温型(Ⅱ型)养护剂次之,普通型(Ⅰ型)养护剂的影响程度最小;干缩系数随养护龄期的延长呈现线性增加趋势,温缩系数随环境温度的降低呈现线性下降趋势,且3种养护剂对干缩和温缩指标的改善效果不一致。     

粉煤灰在三灰稳定砂中的抗裂性能分析

为了减小水泥灰土稳定砂基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,在水泥灰土稳定砂中掺加适量粉煤灰进行试验。通过调整水泥和石灰的比例研究了掺加粉煤灰的水泥灰土稳定砂(三灰稳定砂)各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和干缩系数等路用性能指标,使配比材料既能达到底基层的强度要求,又能显著改善其抗裂性能。通过电镜扫描和能谱分析,对其微观结构和粘结方式进行研究,得出了粉煤灰改善抗裂性能的微观机理。     

风化砂改良膨胀土强度特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程,风化砂改良膨胀土路基施工项目,对掺入不同比例风化砂的膨胀土进行了直剪试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验和回弹模量试验,探讨不同掺砂比例对强度指标的影响及其变化规律.试验研究结果表明,掺砂能改善膨胀土的力学强度性能,掺砂之后的膨胀土的强度指标可以达到路基材料的要求;掺砂对内摩擦角的影响较小,对CBR值的影响较大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量随着掺砂比例的改变而改变;随着掺砂比例增大,内摩擦角增大,CBR值增大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量先增大后减小;随着掺砂量的增加,内摩擦角增大的趋势先快后慢,CBR值和黏聚力的变化趋势出现波动,无侧限抗压强度和回弹模量的变化趋势由快逐渐趋于平稳.     

纤维掺量对沥青混凝土抗压回弹模量的影响分析

为了研究纤维掺量对沥青混凝土的抗压强度和回弹模量的影响,选用5种聚酯纤维掺量沥青混凝土的圆柱体试件在M TS810材料试验机上进行单轴静压试验,试验温度为20℃。分析了沥青混凝土的抗压强度和回弹模量随纤维掺量变化的规律以及纤维的作用机理,同时对回弹模量取值的合理性进行了探讨。结果表明,沥青混凝土的力学性能对纤维的掺量反映敏感,适量地加入纤维会改善沥青混凝土的抗压强度和回弹模量。根据试验分析结果确定纤维的合理掺量范围为0.2%~0.25%,纤维掺量为0.3%的回弹模量合理取值有待深入研究。     

掺加高吸水树脂(SAP)的混凝土孔结构及其耐久性

针对西北干旱地区混凝土外养护效果不佳，且养护试件极易开裂、耐久性较差的现状。采用自制高吸水树脂(SAP)作为内养护材料，通过核磁共振分析测试了不同掺量的SAP对混凝土孔结构的影响，并基于抗裂圆环试验评价不同掺量的SAP对混凝土试件抗裂性能的影响，此外通过抗冻性能试验和抗氯离子渗透试验探讨了不同掺量的SAP对混凝土试件耐久性能的影响。结果表明：掺加适量的SAP会使得混凝土内部的凝胶孔隙和毛细孔增多；掺加SAP并在内养护条件下可有效改善混凝土试件的耐久性能；SAP掺量越多，混凝土开裂现象改善效果越显著，抗氯离子渗透性能越强；抗冻性指标不同，SAP最佳掺量不同。     

渗透型表面防护剂对水泥砼性能影响研究

通过表面渗透试验、吸水率试验、抗渗试验与抗冻性试验,分析不同渗透型表面防护剂、不同处理工艺下水泥砼的性能。结果显示,渗透型表面防护材料能有效渗透砼表面5~12mm,显著改善砼表面密实程度和防水性能,采用涂刷工艺处理后砼表面稳定性优于浸渍处理工艺;防护材料对水泥砼性能的改善效果随持续时间的延长而逐渐劣化,随砼强度等级的提高而提高;防护材料均能提高水泥砼的性能,辛基三乙氧基硅烷乳液的改善效果优于聚乙烯三乙氧基硅烷,砼等级越高,性能越优异;抗冻性指标随冻融循环次数的增加呈下降趋势,辛基三乙氧基硅烷乳液对低等级砼的改善效果更显著。建议增加吸水率指标评价渗透型表面防护材料的性能,并结合砼性能结果对其进行优选,推荐采用辛基三乙氧基硅烷乳液、以涂刷工艺用于砼防腐。     

聚合物改性水泥砼力学性能及耐久性能研究

制作聚合物掺量分别为0、5%、10%、15%、20%的砼试件,研究聚合物改性水泥砼的力学性能和耐久性能,通过抗压、抗拉、抗折及动弹性模量等力学性能试验研究聚合物掺量对普通砼力学性能的影响。结果表明,与普通砼相比,聚合物改性水泥砼的抗压强度没有增强,但其抗拉强度及抗折强度提高,弹性模量下降,聚灰比为10%左右时能改善砼的力学性能;掺加聚合物后砼的抗冻等级增强,质量损失降低,聚合物掺量为15%～20%时砼的抗冻性能改善效果最好。     

碎石掺量对水泥稳定花岗岩风化料材料特性的影响分析

从无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性能、抗冲刷性能及收缩特性6个方面,对3种不同碎石掺量的水泥稳定花岗岩风化料的材料特性进行了试验研究。结果表明:增加碎石掺量可以改善水泥稳定花岗岩风化料的抗压强度、刚度、抗冻性能、抗冲刷性能及收缩特性;随碎石掺量的增加,材料的抗弯拉性能略有下降,但降幅很小,对材料整体性能的影响不明显;与碎石掺量由30%增加到40%相比,碎石掺量由20%增加到30%时材料性能的改善更为明显。从材料性能和经济效益两方面考虑,建议一般情况下水泥稳定花岗岩风化料底基层材料采用30%的碎石掺量,重载交通条件下的高速公路和一级公路底基层采用40%的碎石掺量。     

纤维增强水泥稳定碎石路用性能研究

本文选取玄武岩纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维三种常用工程纤维,系统研究纤维种类和掺量对对水泥稳定碎石混合料抗拉强度、抗压强度、抗压回弹模量和干燥收缩等性能的影响规律,以期为经济抗裂型水泥稳定碎石配合比设计提供参考。试验结果表明纤维的掺入对水泥稳定碎石抗压强度影响较小,对劈裂强度、抗压回弹模量、干缩系数和温缩系数影响均较为显著。玄武岩纤维对水泥稳定碎石劈裂强度和抗压回弹模量影响最为显著,聚酯纤维改善干缩系数效果最好,聚酯纤维和聚丙烯纤维改善温缩系数效果相当。     

工业废渣路面基层材料试验研究

以钢渣、碎石为集料,通过实验室试验研究了水泥、水泥粉煤灰、石灰粉煤灰稳定路面基层材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和抗冲刷性能。结果表明,钢渣作为公路基层集料具有较碎石更为良好的性能。钢渣作为集料的基层材料强度高于碎石作为集料的基层材料;用水泥稳定钢渣可获得相对高的无侧限抗压强度,用石灰粉煤灰稳定钢渣获得相对高的劈裂强度。掺加粉煤灰的基层材料在180d龄期问抗压回弹模量保持增长,水泥稳定基层材料90d以后抗压回弹模量无明显增长。石灰粉煤灰稳定钢渣的回弹模量显著高于其他基层材料。水泥稳定钢渣抗冲刷性较水泥稳定碎石好,水泥粉煤灰与石灰粉煤灰稳定类用钢渣代替碎石作为集料对冲刷性能影响不明显。     

花岗岩石粉对砼早期抗裂性能的影响

通过测试砼流动度、抗压强度、蒸发失水速率、早期抗裂性能等,研究花岗岩石粉作为矿物掺合料取代水泥时对砼工作性能、力学性能及抗裂性能的影响。结果表明,与基准砼相比,花岗岩石粉的掺入可降低砼蒸发失水量,其掺量为10%、20%和30%时砼的早期开裂面积分别减少76.8%、45.9%、30.5%,砼早期抗裂性能提高;花岗岩石粉可提高砼流动度,其掺量为10%时砼3 d强度有所提高,掺花岗岩石粉砼的后期强度比基准砼有所降低。     

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。     

乳化沥青对水泥稳定碎石强度特性及力学性能的影响

在水泥稳定碎石中掺入一定量的乳化沥青,可使其兼有刚柔相继的特性,采用室内试验研究了乳化沥青掺量对水泥稳定碎石混合料无侧限抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量、抗冲刷以及抗裂性能的影响,基于以上研究最终推荐水泥稳定碎石混合料适宜的乳化沥青掺量为2%~3%。     

公路路面粉煤灰砼早期抗裂性能模糊综合评判

在大量试验资料及经验统计基础上，引入模糊数学理论，建立了一种针对掺粉煤灰的公路路面砼早期开裂性能的模糊综合评判系统；重点从砼材料性质、外界环境、路基性能等方面对路面砼的早期抗裂性能进行综合评判，并通过实例捡验了该评判体系的适用性。结果显示，该评判系统的评价结果符合实际的观测情况，说明该评价模型的建立是成功的，适合在公路路面工程评价中推广应用。     

固化剂在水泥灰土稳定砂基层中的应用

为了减小水泥灰土稳定砂基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,对水泥灰土稳定砂材料的配比进行了研究,掺加了适量固化剂。通过对比研究掺加固化剂水泥土稳定砂和普通水泥灰土稳定砂各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和干缩系数等路用性能指标,认为固化剂能够显著改善水泥灰土稳定砂材料的路用性能。最后,通过电镜扫描和能谱分析方法,对其微观结构和粘结方式进行研究,进一步验证了掺加固化剂的水泥土稳定砂基层路用性能的优越性。     

热拌与温拌再生沥青混合料使用性能比较研究

为了对比分析热拌与温拌再生沥青混合料使用性能,开展了不同RAP掺量的热拌与温拌再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性、抗压回弹模量及劈裂强度等使用性能试验。试验结果表明:与热拌再生沥青混合料相比,温拌的高温性能优势明显,但低温抗裂性能略差,且随RAP掺量的增加,无论是热拌还是温拌,其高温性能均提高显著,而其低温抗裂性能却不断降低;两种混合料的15℃和20℃抗压回弹模量与15℃劈裂抗拉强度均随RAP掺量的增加而增大,相同RAP掺量下,热拌值略大于温拌值。总之,除低温抗裂性随RAP掺量的增加稍减小外,其它各项性能指标均有不同程度地提高。     

聚合物胶乳对水泥稳定碎石材料强度的影响

对掺加不同掺量的聚合物胶乳水泥稳定碎石材料抗压、劈裂强度等方面进行试验,结果表明,与普通水泥稳定碎石材料相比,聚合物胶乳水泥稳定碎石材料的抗拉性能有较大提高.研究了聚合物掺量及养护龄期对聚合物胶乳水泥稳定碎石材料抗压、劈裂强度的影响,同时也对不同聚合物掺量的水稳碎石材料的抗压回弹模量、抗弯拉强度进行了研究.     

硅烷改性剂对清水砼耐久性的影响研究

为研究硅烷改性剂对清水砼耐久性能的影响,通过氯离子扩散快速渗透试验、抗干燥收缩试验、抗碳化试验、抗硫酸盐侵蚀与抗冻性试验对掺加不同硅烷改性剂和矿料的清水砼性能进行分析。结果显示,硅烷改性剂显著改善了清水砼的抗压强度,且硅烷单体(乙烯基三甲氧基硅烷)与粉煤灰相结合对砼强度的改善效果优于掺加硅烷聚合物MH50与矿渣;MH50对各指标的改善效果优于硅烷单体,掺加粉煤灰、矿渣可提高清水砼的干缩率;硅烷单体与粉煤灰的相互结合对砼抗渗透性能的改善效果最佳,而MH50与矿渣相结合对碳化深度、抗硫酸盐侵蚀、质量损失率和相对动弹性模量的改善效果最佳。汇总研究成果,推荐采用硅烷改性剂优化设计清水砼,提高其耐久性。     

粗集料骨架对石灰粉煤灰稳定碎石路用性能的影响

对石灰、粉煤灰和集料配比同为4∶12∶84的5种粗集料配制的骨架密实结构石灰粉煤灰稳定碎石进行了抗压、抗折强度、抗压回弹模量和收缩系数试验.试验结果表明:粗集料级配不同时,混合料试件的抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量以及温缩、干缩系数存在差异,单一粒径粗集料组成的石灰粉煤灰稳定碎石抗压强度和抗压回弹模量相对较小,平均温缩、干缩系数较大.而粗集料采用多级嵌挤级配或连续级配的石灰粉煤灰稳定碎石抗压强度和抗压回弹模量相对较大,平均温缩、干缩系数稍小,具有更佳的力学和抗裂性能.     

石灰粉煤灰改良盐渍土填料力学特性研究

为了克服盐渍土填料对路基带来的不利影响,通过抗剪强度、无侧限抗压强度和抗压回弹模量试验对掺加不同量的石灰粉煤灰改良土的力学性能进行了研究。结果表明:掺加一定量石灰粉煤灰可以提高盐渍土填料的粘聚力和内摩擦角,填料后期无侧限抗压强度和抗压回弹模量也随石灰粉煤灰掺量的增加而增加。