低温施工复合外加剂试验研究

水泥稳定砂砾在多年冻土地区低温条件下应用普遍出现了板体性差、强度低等问题,综合考虑早强、抗冻、微膨胀、延迟时间、方便施工等因素,研制了水泥稳定类材料低温施工使用的CS-1型水泥复合外加剂。为了检验CS-1型水泥复合外加剂的实际使用效果,对掺入外加剂基层混合料的强度、收缩、抗冻和疲劳等关键路用性能与未掺外加剂基层混合料进行了对比试验分析,并在青藏公路整治改建工程中进行了试验路验证。研究表明,CS-1型水泥复合外加剂可以明显加快混合料低温早期强度的形成,显著提高混合料低温下的早期强度,提高水泥稳定砂砾低温区的抗温缩开裂能力,改善抗冻耐久性,在低应力水平作用范围内可以延长使用寿命,适宜于多年冻土地区等低温条件下的水泥稳定基层混合料使用。     

冻土地区温度对水泥稳定砂砾收缩特性的影响

通过模拟冻土地区实际温度养生的水泥稳定砂砾的干燥收缩与温度收缩试验,分析了混合料的收缩特性。试验得出,模拟养生初期和早期试件的相对干缩应变的变化趋势基本相同,干缩系数变化趋势明显不同,相对失水率在65％～80％之间是干缩应变的最不利阶段。养生温度对混合料的温度收缩有明显影响,模拟了养生试件的温缩应变变化速率比标准养生大,温缩系数约为标准养生的1．5～5倍,变化趋势存在差异。0～-20℃是温度收缩的最不利温度段。冻土地区混合料收缩特性的变化主要与温度对混合料强度形成的影响有关。结果表明,加快冻土地区水泥稳定砂砾的强度形成,可以明显提高混合料的抗收缩开裂能力。     

大兴安岭地区水泥稳定碎石基层抗裂技术应用研究

本文通过对骨架密实基层进行系统研究,提出优化水泥稳定碎石级配范围,推荐采用振动成型法进行基层混合料试验,通过振动成型方法成型试件,对试件进行无侧限抗压、劈裂强度、干燥收缩、温度收缩和冻融劈裂等试验,验证骨架密实型基层各项路用性能均优于悬浮密实型基层,提出高寒地区抗裂水泥稳定碎石基层抗裂技术。     

冻融循环作用下的沥青混合料材料参数修正

通过沥青混合料抗压强度和劈裂强度的试验,分析了冻融循环次数和油石比对沥青混合料强度和模量的影响。引入强度冻融折减系数和模量冻融折减系数,表征冻融循环次数和油石比对沥青混合料材料参数的明显影响,并给出了上面层AC-13改性沥青混合料的折减系数计算公式,修正了多年冻土地区沥青路面设计材料参数,减小了设计与实际条件的差异。     

半刚性基层表面抗冲刷性能试验与分析

路面面层与基层界面之间积存的自由水因压力变化而高速流动并产生泵吸效应,将冲刷基层表面并导致路面损坏。为评估半刚性基层表面抗冲刷性能和防冲刷措施效果,基于半刚性基层材料的冲刷原理,利用混凝土振动台、沥青混合料车辙试验机进行振动水流冲刷和轮碾冲刷试验。通过两种基层材料、3种防冲刷措施的试验对比,确认水泥稳定级配碎石的抗冲刷性能优于水泥稳定砂砾;乳化沥青透层、土工布对减少半刚性基层材料的表面冲刷有较好的效果,冲刷量可下降60%~80%以上,最高降低94.4%;按抗冲刷效果排序,乳化沥青透层+土工布土工布乳化沥青透层;与未冻融的试件相比,冻融试件的冲刷量稍有增大;冻融循环条件下,所采用的三种抗冲刷措施效果保持良好。对于水泥混凝土路面,设置缩缝传力杆时,相对无传力杆路面,冲刷量可减少40.7%~66.3%。试验结果表明:振动水流冲刷试验的基层材料冲刷量总体大于轮碾冲刷试验结果,但总体规律一致。在无法定量分析半刚性基层材料抗冲刷性能的情况下,两种冲刷试验方法能够对基层材料的抗冲刷性能和防冲刷效果进行对比分析。     

多年冻土地区温度对水稳砂砾

水泥稳定砂砾在多年冻土地区路面基层应用中普遍出现了板体性差、温度低等问题,通过模拟多年冻土地区实际温度变化和单一恒温的强度试验,与标准养生条件对比分析了特殊温度条件对水泥稳定砂砾混合料强度形成的影响。研究得出,多年冻土地区特殊的低温和负温条件将明显延缓混合料强度的形成速度;养生温度对混合料强度形成的影响存在临界状态,当第二天养生温度达到研究得出的临界温度分界点7℃后．只通过提高养生温度来进一步提高强度或加快强度增长的效果并不明显。结果表明．多年冻土地区特殊的温度条件是基层出现板体性差和强度低等问题的主要原因．解决问题的关键在于采取提高混合料设计强度、掺入外加剂、保温和封闭施工等技术措旋,保证和提高早期强度,降低负温和低温影响程度。     

干硬性混凝土路缘石抗冻融破坏性能研究

干硬性混凝土路缘石抗冻融破坏性能是其耐久性能的关键因素。本文通过模拟季冻区恶劣冻融条件下的使用环境,对不同冻融龄期的干硬性混凝土试件进行吸水率试验、抗压强度试验以及质量损失试验。结果表明干硬性混凝土路缘石试件吸水率较小,试件初期抗压强度不高,但随着龄期的增长其强度不断提高,具有较好的抗冻耐久性。     

大空隙沥青混合料内部冻融损伤特征

通过冻融劈裂试验,得到大空隙沥青混合料冻融循环前后劈裂强度。结合CT测试技术,得到试件在冻融劈裂前后不同层位的图像。分析大空隙沥青混合料试件在冻融劈裂后内部损伤的状况,并利用损伤变量对混合料内部微观结构的变化进行对比分析。分析结果表明:随着冻融循环作用次数的增加,大空隙沥青混合料试件的劈裂强度逐渐下降;混合料试件冻融后劈裂破坏多发生在试件初始空隙分布密集处,裂缝的扩展方向与初始空隙的方向基本一致;空隙大的沥青混合料试件其力学性能较差,且空隙率大的层位损伤变量增加比空隙率小的层位损伤变量增加更多。     

木焦油基再生沥青混合料耐久性能研究

为探究木焦油基再生沥青混合料的耐久性能,采用老化试验、四点弯曲疲劳试验和冻融劈裂试验对基质沥青混合料、木焦油基再生沥青混合料和RA-102再生沥青混合料的疲劳耐久性、冻融循环耐久性和老化耐久性进行试验研究。研究结果表明:木焦油基再生剂有利于减缓疲劳应力、冻融循环和老化作用对沥青混合料性能的劣化作用;木焦油基再生沥青混合料具有良好的疲劳耐久性、冻融循环耐久性和老化耐久性,其水稳定性能优越,可有效延长道路使用寿命;木焦油与生物质纤维的协同作用可有效缓和沥青与集料间的黏附失效,提高混合料的力学强度和抗渗性能,从而提高混合料的耐久性。     

水泥稳定碎石基层混合料抗冲刷性影响因素分析

针对水泥稳定碎石基层在使用过程中容易发生冲刷破坏问题,研究了骨架密实型水泥稳定碎石混合料抗冲刷性能随成型方式、水泥用量和养生龄期的变化规律。试验结果表明:采用振动法成型的试件,其抗冲刷性能要明显优于静压法成型试件;水泥稳定碎石基层的抗冲刷性能随着龄期的不断增长而提高,尤其在28d龄期之前急剧增长;水泥剂量的不断增加,有助于水泥稳定碎石基层材料抗冲刷能力的不断增强。     

水泥(粉煤灰)稳定煤气化多孔炉渣抗冻性能研究

为研究煤气化多孔炉渣路面基层材料的抗冻性能,采用炉渣100%替代天然集料制备了水泥稳定炉渣和水泥粉煤灰稳定炉渣,分析不同冻融循环次数下,水泥(粉煤灰)稳定炉渣的质量损失和冻融残留抗压强度比(BDR)变化,并与水泥稳定碎石进行对比。结果表明,水泥(粉煤灰)稳定炉渣经5次冻融循环后BDR可达94.1%以上,均高于水泥稳定碎石;工程试验也证明炉渣路面基层抗冻性良好。     

水泥稳定废粘土砖再生集料基层材料性能试验

为研究掺入废砖块集料后水泥稳定碎石性能的变化规律,在试验中将废砖块集料按20%,40%,60%,80%和100%的比例（质量分数,后同）分别替代粗、细集料配制成2组集料后,用5%水泥拌和制备试件,并测试了混合料的击实特性和试件的抗压、抗折强度、抗压回弹模量、干缩以及抗冻性。结果表明：废砖块集料含量多的混合料最大干密度较小而最佳含水率较大;随着废砖块集料含量的增加,试件抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变和抗冻指数随之下降,而-15℃～40℃温缩应变随之增大;为满足规范对基层强度的最低要求,建议混合料中废砖块集料替代天然粗集料或细集料的替代率分别不要超过70%和90%;另外,在冬季严寒地区,还应该考虑废砖块集料的使用引起的强度损失。     

水泥冷再生沥青混合料设计与耐久性试验

分别以3种水泥掺量(3％、4％、5％)和4种旧沥青混合料(RAP)掺量(0％、30％、40％、50％)制备水泥改性冷再生沥青混合料,并将其应用于路面基层.首先,通过击实试验进行混合料配合比设计;然后,通过7 d无侧限抗压强度试验确定混合料的最佳水泥掺量和最佳RAP掺量;最后,采用干湿循环试验和冻融循环试验评价混合料的耐久性能.试验结果表明:水泥改性冷再生沥青混合料的最佳水泥用量为3％,最佳RAP掺量为40％;RAP掺量为40％时,混合料的干湿循环无侧限抗压强度达到最大值,RAP的掺加有效提升了混合料的水稳定性,并且RAP掺量越大,提升效果越明显;水泥有助于混合料抗冻性能的提升,且水泥掺量越大,对于混合料抗冻性能的改善越明显.     

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.     

室内水泥稳定碎石基层试验技术经济指标的研究

利用内蒙古地区的细砂代替细集料配制水泥稳定碎石混合料，研究了室内细砂含量对混合料强度、抗冻性和抗压回弹模量等技术指标的要求，结果表明细砂的掺量为10％时，混合料的路用性能满足规范要求，可用作高等级公路的基层，并具有一定的经济效益。     

二灰稳定冷再生沥青混合料收缩特性试验研究

二灰稳定冷再生沥青混合料作为道路基层,其抗裂性能尤为重要。通过二灰稳定冷再生沥青混合料的干缩试验分析,并与其他半刚性材料相比,二灰稳定冷再生混合料的干缩特性与相应稳定剂稳定的砂砾土相似。通过温缩试验分析,并与其他半刚性材料相比,二灰稳定冷再生混合料的温缩特性比水泥砂砾差,但优于石灰土及二灰土。     

高速公路沥青路面水泥稳定土配比和性能的试验研究

进行水泥稳定土的重型击实试验，确定各配合比条件下水泥稳定土的最优含水率和最大干密度；采用无侧限抗压强度试验，确定水泥稳定土混合料适宜的水泥和添加剂剂量。研究结果表明:添加剂掺量对水泥稳定土最优含水率和最大干密度的影响不大；掺1%，2%添加剂时，最优含水率和最大干密度变化甚微；随着水泥剂量的增大，水泥稳定土7天无侧限抗压强度增大，强度变异系数减小，表明路面结构层出现强度薄弱区的概率减小；推荐满足我国高速公路和一级公路（重交通）等级基层材料适宜水泥剂量为12.00%，底基层材料适宜水泥剂量为6.75%；添加剂掺量宜为水泥质量的2.00%。     

废弃水泥混凝土再生集料需水量问题分析

废弃水泥混凝土再生集料在配制混凝土或采用无机结合料稳定做基层材料时,存在明显的需水量改变的问题。通过试验和分析认为．需水量的改变一是再生集料配制混凝土时要额外吸收一定的水分,二是因为水泥稳定基层材料在击实时将再生集料中原有的结晶水成分累加造成的。     

废弃水泥混凝土道面在路面半刚性基层中再生利用的试验研究

水泥混凝土道路改建时形成的废弃混凝土块的有效利用是一个亟待解决的问题。通过对破碎、筛分后的废弃混凝土性能研究发现：再生料中含有部分结晶水,会影响最佳用水量和最大干密度的确定;再生粗集料和天然碎石具有相当的力学性能。对水泥稳定再生集料进行了配合比设计,并通过性能测试发现：水泥稳定再生集料具有较好的强度,抗冻性能,水稳定性能;和水稳天然集料的抗压回弹模量相当;抗收缩变形性能较差。控制再生细集料掺加量可以非常好的满足半刚性基层材料的要求。