掺铣刨料的水泥稳定碎石基层材料路用性能研究

为将道路改扩建产生的铣刨料进行再生利用以实现资源节约和环境保护,文中针对铣刨料进行水泥稳定碎石基层材料研究,分别选用掺量为0%～40%不等的铣刨料进行碎石材料的配合比设计,根据碎石材料无侧限抗压强度、抗压回弹模量、抗弯拉强度、劈裂强度、干缩应变等指标,探究掺铣刨料的水泥稳定碎石基层材料路用性能变化规律。     

垂直振动压实水泥冷再生混合料的抗压强度特性

为了揭示水泥冷再生混合料(CCRM)抗压强度特性,采用垂直振动成型CCRM圆柱体试件,研究了龄期、新集料掺量、基面层回收料比例、水泥剂量等因素对CCRM抗压强度的影响规律。结果表明:CCRM抗压强度随龄期增长而增大,28d抗压强度约为极限强度的80%,90d抗压强度约为极限强度的90%,建议加强CCRM早期养生;与不掺新集料的CCRM相比,掺20%、40%新集料的CCRM 90d抗压强度可提高约4.5%、13.1%,故建议新集料掺量为40%。     

垂直振动压实水泥冷再生混合料的回弹模量特性

采用垂直振动试验研究了养生龄期、基面层回收料比例、新集料掺量、水泥剂量等因素对水泥冷再生混合料(CCRM)室内抗压回弹模量的影响。结果表明:CCRM的7d模量约为极限模量的40%,28d模量约为极限模量的80%,90d模量约为极限模量的90%;随着基面层回收料比例增加,CCRM模量有所增大,CCRM 90d模量约为水泥稳定碎石的0.5~0.7倍;与不掺新集料的CCRM相比,掺20%新集料CCRM的极限模量提高3%~18%,掺40%新集料CCRM的极限模量提高13%~29%;CCRM模量随水泥剂量的增加而增大,但幅度不大。     

水泥就地冷再生基层铣刨料性状特征和级配影响因素研究

半刚性水泥就地冷再生技术推广应用日益增多,然而基层铣刨料与新集料之间差异较大,对工程施工工艺、应用效果产生较大影响。该文采用宏观和微观相结合的方式,分析二灰碎石基层、水稳碎石基层铣刨料和新集料的表面特性,基于此,对基层铣刨料的压碎值、针片状颗粒含量、吸水率等指标进行试验分析。考虑基层铣刨料的表面性状,采用室内洛杉矶磨耗设备模拟现场水泥就地冷再生混合料现场施工工艺,研究基层铣刨料的级配变化。试验结果表明:基层铣刨料表面存在大量微米级的二灰或水泥水化物颗粒,相对于新集料而言,具有较高的比表面积,对基层铣刨料的压碎值、吸水率影响较大,从而影响水泥就地冷再生技术的用水量、无侧限抗压强度和抗裂性;最终提出采用振动磨耗的室内模拟方式确定二灰碎石基层铣刨料的级配。     

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％.     

新料掺量对RAP冷再生混合料力学性能影响研究

为研究新集料掺量对乳化沥青冷再生混合料力学特性的影响规律,通过室内试验对不同新料掺量的乳化沥青冷再生混合料进行配合比设计,并对冷再生混合料进行力学性能试验,研究新料掺量对冷再生混合料力学性能的影响规律。研究结果表明:随着新料掺量的增加,冷再生混合料劈裂强度、马歇尔稳定度及抗压强度均逐渐增大;当冷再生混合料用于下面层时,建议RAP料掺量不高于80%。     

沥青路面复合式冷再生基层混合料路用性能影响因素

基于沥青旧路冷再生材料的组成分析及配合比设计,采用复合式冷再生技术对旧路面层和基层组成的混合料进行试验研究.重点对面层和基层旧料的掺配比例、结合料种类和掺量以及龄期等影响因素展开试验研究;测定不同种类冷再生混合料在不同温度条件下的抗压强度、劈裂强度及回弹模量,分析三者之间的关系;最后对冷再生混合料的抗冻融性能进行了试验研究.结果表明:设计用于路面基层的冷再生混合料时,优先使用水泥和二灰作为结合料;面层旧料比例不宜超过67％,基层旧料可以视为新集料使用;复合式冷再生混合料的抗压强度及抗冻性在常用水泥用量范围内(5％～6％)可满足高速公路基层抗压强度要求.     

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。     

基于对比试验的水泥冷再生疲劳特性分析

通过试验研究水泥冷再生基层材料的合理水泥结合料掺量和乳化沥青掺量,以回弹模量、劈裂强度及无侧限抗压强度等指标进行表征,确定了基层材料组成;开展力学性能分析,研究结构层厚度和乳化沥青比例对水泥冷再生基层材料疲劳特性的影响;依托多层弹性连续体系理论,对比材料结构层层底拉应力变化规律;通过疲劳试验预估了水泥冷再生基层的疲劳寿命。     

垃圾焚烧炉渣再生微粉稳定碎石强度特性研究

为高效再生利用垃圾焚烧炉渣,采用垃圾焚烧炉渣再生微粉(WISRP)部分替代水泥,进行了不同水泥、再生微粉掺量稳定碎石的无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验.结果 表明:在同样水泥用量时,掺入少量再生微粉可显著提高稳定碎石的强度;在同样胶凝材料用量时,随WISRP替代水泥比例的增加,强度均先缓慢后大幅度降低;WISRP部分替代水泥对稳定碎石早期强度影响较小,对长期强度影响相对较大,对劈裂强度的影响远大于对抗压强度的影响.研究成果说明:利用WISRP按照合理的比例替代水泥稳定碎石是可行的.     

水泥就地冷再生在碎石土基层沥青路面改造中的应用

结合黄河贯孟堤堤顶道路PCI和RDI的检测评价结果,分析了进行维修养护的必要性和采用水泥就地冷再生技术进行路面基层施工的基本方案。分析了旧路铣刨料的级配特性,提出了通过增加一定比例的新集料来改善旧路铣刨料级配组成的方法,进行了水泥就地冷再生混合料的配合比设计。依托新乡市贯孟堤防汛路维修改造工程的试验段施工,总结了水泥就地冷再生基层的施工工艺和施工效果。同时对水泥就地冷再生基层的经济效益进行了分析,结果表明,与同等厚度新铺水泥石灰碎石灰土基层相比,可节约工程造价约40%,经济效益显著。     

水泥粉煤灰稳定碎石力学特性研究

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石力学特性,该文研究了养生龄期、粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量的影响规律。结果表明:随着龄期的增长,水泥粉煤灰稳定碎石的力学性能均随之增大;粉煤灰的掺加对水泥稳定碎石早期无侧限抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,随着粉煤灰掺量的增加,无侧限抗压强度和劈裂强度先增大后减小,存在最佳掺量;在进行混合料设计时,可以适当降低7d强度,建议以90d强度作为设计强度;随着粉煤灰掺量的增加,回弹模量呈减小的趋势。随着养生龄期的增长,材料的压折比逐渐降低,弹强比逐渐提高,随着粉煤灰掺量的提高,材料的压折比先减小后增大,弹强比逐渐降低。     

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。     

水泥稳定基层泡沫沥青就地冷再生配合比及性能研究

针对泡沫沥青就地冷再生水泥稳定基层,研究纯铣刨料和掺加新料2组级配的配合比设计,对比分析2组级配的性能,并分析不同养生方式、水泥用量和泡沫沥青掺量下混合料性能的变化规律.结果表明,补充部分新料可改善铣刨料级配,从而提升混合料性能,尤其是水稳定性有较大提升,经冻融试验测得的强度比增加9.3％;不同养生方式会对混合料中水分...     

聚酯纤维和聚丙烯纤维水泥稳定碎石力学性能研究

通过大量室内试验,研究了聚酯纤维及聚丙烯纤维对水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量等力学性能的影响。结果表明:聚酯纤维和聚丙烯纤维都可以大幅度地提高水泥稳定碎石的无侧限抗压强度和劈裂强度,降低抗压回弹模量;给出了纤维最佳质量掺量,聚酯纤维约为0.07%,聚丙烯纤维约为0.05%;相同龄期、相同纤维掺量的情况下,聚酯纤维水泥稳定碎石比聚丙烯纤维水泥稳定碎石的强度高、回弹模量低。同时,根据试验结果分析,得出了聚酯纤维、聚丙烯纤维掺量与水泥稳定碎石各力学性能指标的回归关系式。     

橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究

为了增加水泥稳定碎石半刚性基层材料的韧性，有效提高其抗裂性能，以减少因基层开裂引起的路面反射裂缝，以粒径为2.36~4.75 mm的橡胶颗粒等体积替换同粒径的集料，制备了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。橡胶颗粒掺量分别为该粒径集料总体积的38%、57%、76%和95%。采用材料试验系统（MTS）开展了7 d无侧限抗压强度试验、四点弯曲强度试验和劈裂强度与模量试验，揭示了无侧限抗压强度、最大劈裂与弯拉应变及劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的变化规律，提出了一种强度满足规范要求、模量可调控的水泥稳定碎石材料制备方法。研究结果表明：橡胶-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度随橡胶颗粒掺量的增加而减小，且两者呈幂函数关系，当掺量在80%以下时可满足规范中的强度要求；最大劈裂应变随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐增大，在保证强度的基础上，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的1.9倍，而弯拉应变则先增大后减小，在保证设计强度的前提下，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的3.79倍；劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的增加而减小，两者呈幂函数关系；橡胶-水泥稳定碎石的韧性较传统水泥稳定碎石显著增强，从而提高了其作为半刚性基层材料的抗裂性能；橡胶颗粒的掺入使水泥稳定碎石在保证强度的前提下，实现了破坏应变显著增大（即断裂能显著增大）、模量可调可设计的功能。     

轻质油分再生剂掺量对冷再生沥青混合料性能改善研究

冷再生技术是将旧沥青路面铣刨料、新集料以及乳化沥青和水泥按照一定级配曲线拌和形成再生沥青混合料,再经摊铺压实形成新路面。但中国现阶段对旧路面材料的使用仅限于将其作为"黑色集料",其所含有的老化沥青基本未得到利用,是对资源的极大浪费。该文针对轻质油分再生剂对冷再生沥青混合料性能的改善效果展开试验分析,通过对掺入再生剂的再生混合料进行路用性能试验以确定再生剂掺量与改善效果之间的关系。根据试验结果可知再生剂掺加比例较小时,对冷再生混合料性能的改善作用并不明显,而当掺量过多反而会降低路用性能。再生剂对动稳定度的改善效果较为明显,当再生剂掺量为0.6%时,动稳定度达到极值,随着再生剂掺量的继续增加,动稳定度呈下降趋势。     

半刚性基层水泥就地冷再生技术质量控制关键指标研究

我国已经建成和正在建设的等级公路中,绝大部分是半刚性基层沥青路面。随着公路大修工程逐渐增加,半刚性水泥就地冷再生技术推广应用日益增多。然而,水泥掺量、新集料掺量、再生深度、原基层类型和再生设备等因素对水泥就地冷再生工程应用效果均会产生较大影响。本文创造性地在原有控制指标的基础上,提出采用弯沉和横向均匀性指标来控制再生基层的施工质量,采用单因素方差分析方法,研究上述五项因素对水泥就地冷再生基层的压实度、无侧限抗压强度、弯沉和横向均匀性指标的影响权重,研究结果表明,对于压实度指标影响显著的主要是水泥掺量,对于无侧限抗压强度指标影响显著的是水泥掺量和新集料掺量,对于弯沉指标影响显著的是水泥掺量,对于横向均匀性指标影响显著的是水泥掺量、新集料掺量和原基层类型。     

乳化沥青厂拌冷再生在沙漠寒冷地区高速公路的应用

包茂高速公路陕蒙界至榆林段位于毛乌素沙漠边缘,年最低气温-32.7℃。该段沥青路面主要病害为半刚性基层横向反射裂缝10～15m一道,横缝渗水导致路面唧浆,基层松散、脱空。路面养护维修方案采用了10cm厚乳化沥青厂拌冷再生混合料作为下面层,补强路面结构、延缓病害发展。项目研究了路面铣刨回收材料的性能,确定了乳化沥青厂拌冷再生混合料的配合比。当路面回收料掺配80%,乳化沥青用量3.8%,水泥用量1.5%时,冷再生混合料空隙率11.8%、动稳定度3083(次/mm)、15℃干劈裂强度0.639Mpa、冻融劈裂强度比76.2%。厂拌冷再生混合料具有良好的路用性能,且经济效益和环保效益显著。     

基于早期抗压强度的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法

为了研究不同级配冷再生混合料的早期强度评价指标及最佳乳化沥青用量(OEC),在RAP料中掺入不同比例的新集料,设计出4种不同级配的冷再生混合料,通过击实试验确定了不同级配混合料的最佳掺水量。针对我国现行规范中最佳乳化沥青用量确定方法的不足,以试件含水率为2%作为试件的试验状态。根据剩余含水率及强度检测结果,确定了采用静压试件在25℃鼓风烘箱中养生27 h后的无侧限抗压强度作为评价乳化沥青冷再生混合料早期强度的指标。以早期抗压强度和干、湿劈裂强度为指标,确定了不添加水泥时冷再生混合料在不同强度指标下对应的OEC。基于冷再生料早期强度,提出了以早期抗压强度为指标确定最佳乳化沥青用量。最后,以早期抗压强度为指标,确定了不同级配混合料的最佳乳化沥青用量。结果表明:同一强度指标下,4种冷再生混合料的最佳沥青用量大小顺序为XL40XL30XL20XL10,表明随着新集料掺量的增加,冷再生混合料的最佳乳化沥青用量也逐渐增加;同一冷再生混合料下,3种强度指标最大值对应的最佳乳化沥青用量大小顺序为OEC_dOEC_wOEC_e,与OEC_d和OEC_w相比,OEC_e少了0.24%～0.5%的乳化沥青用量;与采用OEC_d和OEC_w的冷再生混合料相比,在兼顾后期强度的同时,采用OEC_e的冷再生混合料具有较高的早期强度。冷再生混合料强度虽满足规范要求,但并未表现出较高的力学强度,在此可通过添加适量的水泥来进行改善。