建筑垃圾回填道路基层材料关键技术研究

随着低碳可循环建造技术的提升,建筑垃圾用于道路基层回填应用技术也日趋成熟.研究采用0％～50％不同再生骨料掺量制备再生水泥稳定碎石,并对其最大干密度、最佳含水率、无侧限抗压强度、抗冻性能、抗冲刷性能进行研究.结果表明:再生骨料的增加会使得稳定碎石材料的最大干密度、无侧限抗压强度、抗冻性能、抗冲刷性能下降,其中,抗冲刷性能受再生骨料掺量变化最为敏感.综合各主要性能变化规律,研究建议建筑垃圾回填道路基层材料中再生骨料的掺量应控制在30％以内.     

水泥稳定砖与混凝土再生集料基层的性能研究

为了研究水泥稳定砖与混凝土建筑垃圾再生集料基层性能,采用扫描电子显微镜和工业CT分别对砖渣、旧混凝土和新集料的表面与内部结构进行扫描,开展了再生集料与新集料的基本特性试验,并进行了对比分析;针对不同掺量再生集料,开展了4种水泥剂量稳定基层混合料的7d无侧限抗压强度试验以及质量分数为4%的水泥稳定基层混合料的不同龄期无侧限抗压强度、不同龄期劈裂强度、90d抗压和劈裂回弹模量、抗冲刷、抗冻融、干缩与温缩等一系列系统室内试验,对比分析了试验结果;铺筑了试验路并进行了跟踪监测。试验结果表明:与天然集料相比,再生集料表面微孔隙多且内部含孔隙或微裂隙,其密度小、吸水率大、压碎值大;随再生集料掺量的增加,混合料的最大干密度和最佳含水率分别呈近似线性减小和增大;随再生集料掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压模量与劈裂模量均呈先增后减的变化规律,抗冲刷能力下降,抗冻融性能变化不大,干缩系数减小,温缩系数变大;7d无侧限抗压强度和90d劈裂强度均满足规范的要求;试验路性能良好,证明砖与混凝土再生集料用作半刚性基层材料是可行的。     

基于振动拌和工艺的水泥稳定碎石混合料路用性能研究

为了解不同水泥剂量下水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、干缩和温缩性能、抗冲刷性能等路用性能及其变化规律,采用振动拌和、振机无振动拌和、普通静力拌和3种不同搅拌方式进行研究,然后基于试验结果对振动拌和工艺的作用机理进行了分析。结果表明:1)振动拌和工艺加大了拌和激振力,增加了水泥稳定碎石混合料的拌和均匀性;2)相比振机无振拌与普通静力拌和方式,振动拌和工艺下水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度平均提高了30.8%、49.5%;振动拌和型水泥稳定碎石混合料的劈裂强度提高了46.1%;3)振动拌和工艺还能有效改善混合料干缩、温缩及抗冲刷等路用性能。     

聚丙烯纤维增强再生水泥稳定碎石基层材料性能研究

通过对0 %～0.4 %掺量聚丙烯纤维（PP）和0 %～60.0 %再生骨料（RA）进行了30组再生水泥稳定碎石材料组成设计,开展了无侧限抗压强度、劈裂强度、干缩系数及疲劳寿命性能试验研究。结果表明:采用0.3 %聚丙烯纤维可显著提升再生水泥稳定碎石相关性能,稳定碎石材料的疲劳寿命和劈裂强度受再生骨料掺量的变化最为敏感;在综合保障再生水泥稳定碎石性能的基础上,再生骨料利用率最大可达到50.0 %。     

掺粉煤灰和玻璃纤维再生稳定碎石性能研究

采用单掺/复掺粉煤灰和玻璃纤维的方式,对掺30.0 %再生骨料的稳定碎石进行路用性能研究。结果表明:粉煤灰对无侧限抗压强度的提升效果优于玻璃纤维,玻璃纤维对劈裂强度、干缩性能的提升效果优于粉煤灰,10.0 %FA+0.2 %GF组合方案下无侧限抗压强度能提升约9.0 %,劈裂强度能提升约35.0 %,干缩性能提升约17.0 %,抗冻性能提升约15.0 %。试验段工程进一步验证了粉煤灰和玻璃纤维复掺对再生稳定碎石道路基层材料应用的可行性。     

聚酯-玻璃混杂纤维水泥稳定碎石无侧限抗压强度试验研究

为了研究水泥稳定碎石材料在聚酯-玻璃混杂纤维作用下的7天无侧限抗压强度的变化规律，通过对不同掺量的混杂纤维进行组合，得到了在聚酯-玻璃混杂纤维作用下的最佳掺量。试验结果表明:当聚酯纤维掺量为0.5 ‰~0.7 ‰，玻璃纤维掺量为1.3 ‰~1.7 ‰时，水泥稳定碎石材料7天无侧限抗压强度呈快速增长趋势。其中，在聚酯纤维掺量为0.7 ‰、玻璃纤维掺量为1.3 ‰时达到峰值，其7天无侧限抗压强度为5.20 MPa，相比不掺纤维的水泥稳定碎石的7天无侧限抗压强度增长了30%。聚酯-玻璃混合纤维的最佳掺量配比为聚酯纤维掺量0.7 ‰、玻璃纤维掺量1.3 ‰。     

基于正交试验的复合外加剂对水泥稳定碎石混合料性能的影响分析

水泥稳定碎石基层的干缩裂缝问题成为制约道路使用寿命的最主要因素，单一的外加剂可以改善其抗裂性能，但会影响其强度，影响整体性能。本文通过复合掺加保水剂、乳胶粉、橡胶粉三种外加剂，采用正交试验极差分析法，分析其对无侧限抗压强度和干缩系数的影响。通过试验分析可知，复合掺配后，可以大大降低外加剂对无侧限抗压强度的影响，三种外加剂无侧限抗压强度影响主次顺序为保水剂>橡胶粉>乳胶粉，对各影响因素进行综合比选，得出最优组合为A2B3C1，即保水剂掺量为0.4%，乳胶粉掺量为3%，橡胶粉掺量为1%时，复合外掺改性的水稳再生混合料无侧限抗压强度最好。对干缩系数分析可知，随着外掺剂的增加，干缩性能会得到相应的改善，三种外加剂对混合料抗干燥收缩性能影响主次顺序为保水剂>橡胶粉>乳胶粉，得出最优组合为A3B2C3，即保水剂掺量为0.6%，乳胶粉掺量为2%，橡胶粉掺量为3%。综合考虑无侧限抗压强度和干缩系数的要求，复合外掺改性后材料的无侧限抗压强度最大时的最优外加剂掺配比作为混合料外加剂的方案，即保水剂掺量为0.4%，乳胶粉掺量为3%，橡胶粉掺量为1%。     

水泥稳定再生骨料基层混合料抗冲刷性能影响因素的灰色关联分析

在自行研发的抗冲刷试验装置基础上,运用灰色关联理论,对压实度、强度、水泥剂量、砂掺量、细石掺量和再生骨料掺量这6个因素与水泥稳定再生骨料基层混合料的抗冲刷性能进行了关联分析.结果表明:对水泥稳定再生骨料基层混合料抗冲刷性能影响最大的是压实度;强度与抗冲刷性能之间没有确定的关系;原材料组成因素中,影响最大的是水泥剂量,其次是再生骨料掺量、砂掺量,细石掺量影响很小.研究结果对水泥稳定再生骨料基层混合料的配合比设计和施工具有一定的指导意义.     

聚酯纤维对水泥冷再生稳定碎石强度影响的试验研究

为了揭示聚酯纤维水泥冷再生稳定碎石的强度特征,通过室内试验研究了纤维含量、纤维长度和废旧路面材料掺量对水泥冷再生稳定碎石无侧限抗压强度和劈裂强度的影响规律.结果表明:聚酯纤维的掺入能够显著提高无侧限抗压强度和劈裂强度,且当聚酯纤维含量为0.7‰时,无侧限抗压强度和劈裂强度均达到最大值,分别为素水泥冷再生稳定碎石的1.18倍和1.30倍;无侧限抗压强度和劈裂强度随着废旧路面材料掺量的增加而降低,且当废旧路面材料掺量超过30％后,无侧限抗压强度迅速衰减,但掺入不低于0.5‰的聚酯纤维可有效缓解这种不利情况的发生;无侧限抗压强度和劈裂强度随纤维长度的增加而增加.以力学性能最优为原则,综合考虑经济性,建议纤维用量为0.7‰、纤维长度为7 cm、废旧路面材料掺量为30％.     

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%。