泡沫沥青冷再生混合料抗车辙性能影响因素探究

为优化泡沫沥青就地冷再生混合料级配,研究了水泥、机制砂和19～26.5 mm粗集料对冷再生混合料高温性能的影响。结果表明:与不掺水泥相比,掺1.5%的水泥,泡沫沥青冷再生混合料的抗车辙能力可提高160%。与不掺机制砂相比,机制砂掺量为20%时,动稳定度可提高62%;9.5～19 mm粗集料掺量为10%～20%时,与不掺粗集料相比,动稳定度可至少提高96%。基于高温稳定性能进行级配优化时,建议冷再生混合料中19～26.5 mm粗集料掺量为10%～20%、机制砂掺量为20%、水泥掺量为1.5%。     

级配对泡沫沥青冷再生混合料水稳定性的影响

为优化泡沫沥青就地冷再生混合料级配,研究了水泥、机制砂和19～26.5 mm粗集料对冷再生混合料水稳定性的影响。结果表明:随着水泥用量增加,冷再生混合料水稳定性能逐渐增加;随机制砂掺量增加,冷再生混合料水稳定性能先增大后减小;随19～26.5 mm粗集料用量增加,冷再生混合料高温稳定性能,先增加后减小,当19～26.5 mm粗集料掺量为10%～20%时,与不掺新集料相比,残留稳定度、冻融劈裂强度均有所提高;基于水稳定性进行级配优化时,应优选考虑掺加1.5%水泥和10%～20%的19～26.5 mm粗集料,其次可以根据再生需要选择机制砂掺量。     

粗集料UHPC收缩与力学性能

为降低超高性能混凝土(UHPC)收缩和开裂风险, 进行了5组不同粗集料掺量(质量分数分别为0、12.5%、22.5%、32.5%和42.5%)的UHPC的自收缩、基本材性(抗压强度、抗拉强度和弹性模量)、集料级配和圆环约束收缩等试验, 分析了粗集料掺量和集料级配对UHPC自收缩和基本材性的影响, 并采用提出的收缩开裂应力相对差值评价粗集料的掺入对UHPC收缩开裂的影响; 进行了有、无粗集料UHPC在圆环约束下的开裂性能试验与对比分析, 验证粗集料掺入对减小UHPC收缩开裂的有效性, 并给出UHPC中粗集料掺量和最大粒径限制的建议。研究结果表明: 随着粗集料掺量的增加, UHPC早期自收缩量降低, 最大降幅近20%;粗集料对UHPC的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等的影响程度与其掺量和级配有关, 当粗集料掺量为22.5%时, 其级配曲线几乎全部处于富勒氏与泰勃特曲线范围内, 是5组材料中堆积最紧密的一组, 对UHPC弹性模量与抗压强度提高最为显著, 对抗拉强度的降低幅度影响最小; 当粗集料掺量为22.5%时, UHPC收缩开裂应力相对差值最大为1.31 MPa, 为试验中的最合理掺量, 可有效降低收缩开裂风险; 与未掺粗集料的UHPC相比, 圆环约束下掺有22.5%粗集料的UHPC的残余应力与拉应力水平分别降低15.8%和14.7%, 其抗裂性能得到提高; 建议对粗集料UHPC进行紧密堆积设计以获得尽可能优的材性, 对掺有长度为12~20 mm钢纤维的UHPC, 其集料的最大粒径可放宽至9.5 mm。      

水泥粉煤灰再生基层混合料性能的研究

为了提高再生稳定碎石基层的路用性能,向集料中掺入水泥与粉煤灰比例为1∶3的结合料,展开试验研究。根据水泥稳定碎石基层配合比设计方法确定集料配合比,试验中再生骨料(10～30mm)的掺配比例依次为0%、20%、40%、60%、80%、100%,由最大干密度试验确定其相应的最佳含水量。通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、冻融循环试验进行性能分析。结果表明:再生基层混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度都随再生骨料掺配比例的增大而增大,当再生骨料掺量为80%时达到最大值;而混合料的抗冻系数BDR随再生骨料掺量的增加逐渐减小。     

集料CBR颗粒流模拟与强嵌挤粗集料骨架级配设计

应用PFC2D模拟了集料加州承载比(CBR)试验,分析了单规格粗集料、合成粗集料与粗细混合集料的CBR变化规律,提出了强嵌挤粗集料骨架级配,并对其力学性能进行了室内试验验证.研究结果表明:19～31.5 mm集料构成了具有强嵌挤力的主骨架结构,最佳质量分数为50％～70％；9.5～19 mm和4.75～9.5 mm集料...     

热阻式SMA-13沥青混合料级配优化

为了研究热阻式SMA-13沥青混合料中耐火碎石最佳掺量, 设计了SMA-13沥青混合料配合比方案, 即在2.36~4.75 mm集料中, 耐火碎石体积掺量为100%, 在4.75~9.5 mm集料中, 耐火碎石体积掺量分别为20%、40%、60%、80%、100%, 在9.5~13.2 mm集料中, 耐火碎石体积掺量分别为10%、20%、30%;研究了耐火碎石掺量对SMA-13沥青混合料路用性能和阻热性能的影响规律, 提出了耐火碎石最佳掺量, 并分析了最佳掺量下热阻式SMA-13沥青混合料路用性能和阻热性能。试验结果表明: 与普通SMA-13沥青混合料相比, 将2.36~4.75 mm集料全部替换为耐火碎石时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低约3%, 试件温度降低约1.4℃; 4.75~9.5 mm耐火碎石掺量占该粒径普通集料60%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低5%~10%, 试件温度降低约5.7℃, 阻热效果明显, 耐火碎石掺量超过60%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能急剧衰减, 阻热效果不明显, 掺量为60%~80%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低幅度达到10%~20%, 而试件温度降低幅度不超过0.7℃; 9.5~13.2 mm耐火碎石掺量占该粒径普通集料10%~20%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能基本不变, 而阻热效果明显, 掺量达到20%时, 路用性能降低约13%, 试件温度降低约7℃, 耐火碎石掺量超过20%时, 路用性能急剧下降, 无阻热效果, 试件温度增加0.1℃; 基于热阻式SMA-13沥青混合料降温效果最佳原则, 建议2.36~4.75、4.75~9.5与9.5~13.2 mm耐火碎石掺量分别占同粒径普通集料的100%、60%和20%。      

水泥稳定钢渣碎石配合比设计及路用性能研究

为评价钢渣替代碎石对水泥稳定碎石基层材料路用性能影响,参照水泥稳定碎石配合比设计方法优选矿料级配和水泥剂量,研究钢渣掺量对水泥稳定钢渣碎石路用性能影响规律.结果表明:骨架密实结构粗型矿料级配的水泥稳定钢渣碎石强度特性最优,水泥掺量≥4.0％时,无侧限抗压强度满足道路基层强度设计要求;水泥掺量为4％时,钢渣掺量对长龄期的水泥稳定钢渣碎石抗压强度影响较显著,掺75％钢渣后水泥稳定碎石抗压强度至少提高26.6％,且抗水破坏能力最大,可显著延缓或抑制裂缝的产生.     

骨架密实型水泥稳定碎石基层路用性能试验研究

为了完善并优化骨架密实型水泥稳定碎石基层的技术理论，对骨架密实型水泥稳定碎石基层的路用性能进行试验研究。以国道208线长治过境段公路工程项目为案例，根据各项指标要求确定原材料，按照粒径大小划分碎石集料，确定不同碎石集料粒径大小在不同筛孔下的质量百分比。采用干捣试验的方式对粗集料的级配进行设计，利用击实试验法确定碎石细集料级配设计，采用3.5%、4.5%、5.5%水泥掺量制作骨架密实型水泥稳定碎石混合料。开展强度试验、干缩试验与温缩试验，比较不同水泥掺量下碎石基层的路用性能。结果显示：随着水泥掺量的增加，碎石基层的强度、干缩和温缩等路用性能不断提升，当水泥掺量为5.5%时，碎石基层抗压强度最大，在龄期为42 d时达到5.0 MPa,此时干缩应变为56.48×10^-6、干缩系数为0.21、温缩应变在-10～0℃时为53.46×10^-6、温缩系数为0.22,以上指标均最小，基层路用性能最佳。     

基于强度特性的超细矿粉水泥土配合比设计研究

试验选用Ca(OH)2为激发剂,通过室内无侧限抗压强度试验设计掺超细矿粉水泥土配合比。结果表明,固化剂掺量一定时,水泥土无侧限抗压强度随超细矿粉取代率增加逐渐降低,超细矿粉取代率由20%增加至40%时,抗压强度降低显著,为20. 6%;水泥掺量对超细矿粉水泥土无侧限抗压强度影响效果最显著,氢氧化钙掺量次之,当水泥掺量≥6%或氢氧化钙掺量≥0. 6%时,抗压强度提高幅度较小;当超细矿粉掺量≥4%时,超细矿粉掺量增加1%,其抗压强度提高8. 1%以上。建议超细矿粉水泥土室内最佳配合比为水泥掺量6%、超细矿粉掺量8%、氢氧化钙掺量为0. 6%。     

淮北水洗煤矸石的基层应用可行性研究

为研究通过水泥稳定将淮北水洗煤矸石应用于公路路面基层的可行性,避免原材料中有害成分的影响,首先检测了煤矸石的成分,然后通过电镜观测了其通过水泥稳定后的状态。为满足路面基层混合料的指标要求,通过击实试验确定了试件的最佳含水率,测试了按不同剂量直接掺入水泥稳定时试件的7 d无侧限抗压强度,结果发现该指标偏低。为此,参照规范中普通水泥稳定碎石级配,按照用水洗煤矸石替代4.75～9.5 mm普通集料的思路,设计了多种级配,并制备试件,对比测试了其7 d无侧限抗压强度。试验结果表明,适宜的质量比例为:1#料25%～30%,煤矸石(替代3#料)43%～47%,4#料16%～18%,最后确定2#料的用量。按照此原则设计混合料级配,当水泥剂量为5.5%时,试件的7 d无侧限抗压强度均值可大于5.0 MPa,满足各类公路路面基层与底基层的需要,从而验证了淮北水洗煤矸石替代集料应用于公路路面基层的可行性。     

纤维格栅增强水泥混凝土的弯曲力学特性

为研究纤维格栅类型、纤维格栅表面处理及粗集料最大粒径对水泥混凝土弯曲力学特性的影响,对14组150 mm× 150 mm ×600 mm的水泥混凝土试件进行了四点弯曲试验,分析了试件破坏过程,探讨了纤维格栅与水泥混凝土相互作用的力学机理,提出了纤维格栅使用的若干建议.结果表明:试件属于脆性破坏;纤维格栅明显改善了水泥混凝土的弯曲力学特性,使水泥混凝土的抗弯强度提高6.62％ ～31.40％;与粗集料最大粒径为40mm时相比,粗集料最大粒径为20mm时,水泥混凝土的抗弯强度提高2.72％ ～9.97％;纤维格栅表面经环氧树脂处理后,试件的抗弯强度提高8.30％ ～ 11.88％.     

水泥-黄土注浆材料工程可行性研究

为了研究水泥-黄土注浆材料在工程中的应用可行性,采用全充填压力注浆法对不同水泥掺量的水泥-黄土注浆材料进行黏度、结石率、抗压强度等特性研究。当水泥掺量为20%时,抗压强度为1.51～1.99 MPa,结果表明:强度满足公路路基下伏采空区注浆结石体单轴抗压强度不小于0.6 MPa的要求,并可节省材料费40%;当水泥掺量为30%、40%时,抗压强度为2.82～7.88 MPa,结果表明:强度满足公路桥梁、隧道下伏采空区注浆结石体单轴抗压强度不小于2.0 MPa的要求,并可节省材料费26.4%～32.2%。研究成果可供同类工程处治及采空区处治研究参考使用。     

粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石强度特性的影响

水泥粉煤灰稳定碎石是一种良好的半刚性基层材料,但在我国以往的工程中由于配合比不合理,早期强度低,因此没有得到推广应用。针对这个问题,并总结以往经验和教训,提出了适用于水泥粉煤灰稳定碎石的配合比方式,并研究了粉煤灰掺量对其不同龄期抗压强度和劈裂强度的影响。研究结果表明,当水泥剂量为5%时,粉煤灰掺量在5%～10%范围内,水泥粉煤灰稳定碎石早期强度、后期强度最高,同时与水泥稳定碎石(粉煤灰掺量为0)相比,粉煤灰的掺入可以使混合料的劈裂强度提高一倍。最后根据试验结果和理论分析提出水泥和粉煤灰最佳比例为1∶1～1∶2。     

水泥稳定钢渣—砾石混合料的路用性能研究

新疆公路建设飞速发展加速资源消耗,冶金炼钢产生的钢渣排放量增多。文章通过集料的级配设计、混合料掺量确定、抗折、抗压强度及劈裂强度等多项试验,配制钢渣掺量分别为60%、40%和30%的三组骨架密实型混合料,在水泥剂量分别为4%和5%时,通过测定试件强度,认为40%～60%掺量的钢渣和4%～5%剂量的水泥为合理区间。此后,通过干缩试验进一步验证上述结论,确定混合料最优设计为：50%～60%的钢渣、40%～50%的砾石和4%～5%的水泥。此类型骨架密实型混合料铺筑的半刚性基层,其强度、抗裂性等路用性能良好,满足高等级公路半刚性基层建设要求。     

堤顶道路冷再生混合料力学强度影响因素研究

为深入探讨堤顶道路冷再生基层混合料力学强度不足的问题,通过室内制备试件,研究了旧料掺量、水泥用量、纤维类型及掺量对堤顶道路冷再生基层混合料力学强度的影响。结果表明:当旧料掺量从60%增加到90%,冷再生基层混合料劈裂强度从0.89 MPa降低到0.61 MPa,降低幅度达31%;与未掺水泥堤顶道路冷再生基层混合料相比,掺5%水泥的堤顶道路冷再生基层混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度至少可分别提高33%、21%;与不掺纤维冷再生混合料相比,掺0.4%聚酯纤维的冷再生混合料力学强度至少可提高10%;根据力学性能最优原则,同时考虑材料经济性问题,建议冷再生混合料中水泥掺量为1.5%,旧料掺量为70%～80%。     

基于胶浆原理的二灰碎石设计方法

为了提高二灰碎石力学强度,假设二灰碎石为一种三级空间网状结构的分散系,即微分散系二灰胶浆、细分散系二灰砂浆与粗分散系二灰碎石。基于抗压强度最优原则,采用垂直振动试验方法(VVTM)确定二灰胶浆与二灰砂浆质量比,基于密度最大原则,采用逐级填充法确定粗集料级配,基于抗压强度最优原则,确定二灰碎石中二灰砂浆用量。提出了基于胶浆原理的二灰碎石组成设计方法,并通过室内试验与现场试验对设计方法进行性能验证。验证结果表明:当石灰与粉煤灰质量比为2∶5时,二灰胶浆力学性能和收缩性能最佳;当细集料质量通过率的递减系数为0.65,二灰与细集料质量比为3∶2时,二灰砂浆力学强度最大;当粒径范围分别为19~37.5、9.5~19、4.75~9.5mm的集料质量比为17∶11∶6时,混合粗集料密度最大;与传统方法设计的二灰碎石试件力学强度相比,基于胶浆原理设计的试件早期(7d)力学强度提高10%以上,后期(180d)力学强度提高20%以上;不同龄期的VVTM试件与现场芯样抗压强度之比平均为0.909,劈裂强度之比平均为0.904,而静压成型试件与现场芯样抗压强度之比为0.457,劈裂强度之比为0.531,说明VVTM比静压法设计二灰碎石更科学。     

含砖再生集料配制混凝土的适用性

为了探讨含砖再生集料配制混凝土的适用性,在拟定的不同强度等级混凝土的配合比基础上,用再生集料和废砖再生集料替代不同比例的天然粗集料配制不同强度等级的混凝土,通过系统的试验,研究了再生集料掺入量及废砖再生集料掺入量对再生混凝土抗压强度、抗折强度的影响规律。试验结果表明：再生混凝土的抗压强度会随着再生粗集料掺入量和废砖再生集料掺入量的增大而降低,含砖再生集料可以用于配制C20～C35强度等级的混凝土。但是粗集料中再生集料所占比例为50%时,C20～C35强度等级的混凝土中废砖再生集料的掺入量分别不宜大于20%、25%、40%和60%,研究成果有利于控制和提高含砖再生混凝土的质量。     

粗集料最大公称粒径对道路水泥混凝土性能影响的试验研究

为了研究粗集料最大公称粒径对道路水泥混凝土性能的影响,选取19.0 mm、26.5 mm、31.5 mm 3种最大公称粒径的粗集料制作水泥混凝土试件,对混凝土的坍落度、抗压强度、抗弯拉强度、抗渗性能和干缩性能进行了试验研究,并根据试验结果对影响规律进行分析,提出了不同等级公路水泥混凝土粗集料最大公称粒径的建议范围。     

水泥稳定灰渣碎石的制备及路用性能初探

城市生活垃圾焚烧后残留了大量的灰渣,用灰渣替代部分集料制备水泥稳定灰渣碎石半刚性基层材料,进行了路用性能研究。结果表明:灰渣掺量为31.6%的情况下,与传统水泥稳定碎石相比,最大干密度降低3.9%,而最佳含水率增大62%;水泥含量增加0.5%,则材料的无侧限抗压强度提高0.52~0.63 MPa,但与相同水泥含量的传统材料相比,强度降低4.4%;水泥的含量对材料的最大干缩应变和干缩系数影响较大,当水泥含量为4.0%和4.5%时,水泥稳定灰渣碎石的最大干缩应变分别为151.8μ和185.8μ,平均干缩系数分别为40.5μ.%-1和44.0μ.%-1;与传统材料相比,平均干缩系数降低了9.2%~11.5%。     

桥面铺装陶粒轻集料混凝土强度性能研究

针对桥面铺装用轻集料混凝土,采用不同陶粒品种、掺入引气剂以及改变预湿程度的方式,对其强度性能进行研究。结果表明,采用碎石型陶粒较圆球型陶粒配制的混凝土强度平均提高5%~10%。随着引气剂掺量的增大,轻集料混凝土的抗压强度有着先增加后减小的趋势,引气剂的适宜掺量为0.2‰;随着预湿程度的增加,各龄期轻集料混凝土的强度呈先增大后减小的趋势,由预湿程度为1h、吸水率50%的陶粒配制的轻集料混凝土各龄期抗压强度最大。