PVA纤维水泥稳定碎石拌和均匀性评价方法研究

针对PVA纤维水泥稳定碎石尚无严格的纤维拌和均匀性评价方法问题,用Image-Pro Plus中的AOI提取了不同状态的PVA纤维,结合数字图像处理技术及加权四边距标准差理论,选用拌和时间对PVA纤维水泥稳定碎石纤维拌和均匀性开展研究,得出了判断PVA纤维拌和均匀性的评价方法,并进行了试验结果分析。试验结果表明:PVA纤维加权四边距标准差可以对PVA纤维水泥稳定碎石纤维拌和均匀性进行评价。     

PVA纤维水泥稳定碎石拌和均匀性检测技术

为了准确地检测出PVA纤维水泥稳定碎石的拌和均匀性,在四边距标准差的理论基础上,结合数字图像处理技术提出了集料四边距标准差均匀性求解算法和PVA纤维加权四边距标准差均匀性求解算法。该算法的实现过程:(1)利用数字图像处理技术对试件截面图像进行预处理,通过种子填充法提取试件截面图像中集料和PVA纤维的边缘和质心。(2)根据试件截面图像中像素距离和实际距离的转换关系,结合集料四边距标准差的算法和PVA纤维加权四边距标准差的算法依次求出试件截面图像中集料的四边距标准差和PVA纤维的加权四边距标准差的数值。然后应用MATLAB软件完成了集料均匀性检测系统和PVA纤维均匀性检测系统的软件构架设计和GUI界面设计,从而开发了集料均匀性检测系统和PVA纤维均匀性检测系统,实现了PVA纤维水泥稳定碎石的均匀性分析及运算的自动化。最后以对PVA纤维水泥稳定碎石拌和质量有重要影响的搅拌时间展开试验研究,取搅拌时间依次为45,50,55,60,65,70,75,80 s,进一步地验证了添加PVA纤维对水泥稳定碎石的抗裂性提高效果和均匀性检测系统的准确性。研究结果表明:添加PVA纤维的水泥稳定碎石抗裂指数比普通水泥稳定碎石抗裂指数高出30%左右;该检测技术可以较好地检测出PVA纤维水泥稳定碎石中集料和纤维的分布均匀性。     

振动拌和技术在水泥稳定碎石基层中的应用效果研究

水泥稳定碎石施工均匀性对路面结构的耐久性至关重要,本文介绍了振动拌和技术对改善水泥稳定碎石匀质性的机理,并通过现场性能试验对比分析了振动拌和技术与常规拌和方式的技术优势。     

添加PVA纤维的水泥稳定碎石混合料抗裂与耐久性能研究

基于7 d无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量及长度对水泥稳定碎石力学性能的影响,优化出适宜的纤维掺量和长度;进而通过干缩试验、温缩试验、疲劳试验、冻融循环试验,研究了PVA纤维水泥稳定级配碎石混合料的变形特性和疲劳性能,基于SEM试验揭示了PVA纤维的增强机理。结果表明,掺加PVA纤维显著改善了水泥稳定碎石混合料的抗压强度和弯拉强度,PVA纤维提高了水泥稳定级配碎石的抗疲劳耐久性和抗冻融性能,并能减少干缩变形和温缩变形。在PVA纤维掺量1.1 kg/m~3、纤维长度20 mm时,水泥稳定级配碎石的各项力学性能、变形特性和疲劳性能达到峰值。锚固在水泥稳定级配碎石中的PVA纤维具有协同受力、传递荷载、协调变形的作用,从而有效延缓了破坏裂纹的产生和发展。实体工程跟踪检测结果表明,掺加PVA纤维可以提高水泥稳定碎石基层的抗压强度,阻止半刚性基层产生反射裂缝,并延缓半刚性基层产生疲劳开裂,PVA纤维水泥稳定碎石基层具有推广应用价值。     

不同拌和条件对水泥稳定碎石混合料性能的影响

采用振动拌和与普通拌和技术,研究2种拌和方式对水泥稳定碎石性能的影响,通过对比2种拌和技术的拌缸设备、水泥稳定碎石混合料的拌和均匀性,以及对相同水泥剂量下2种拌和方式的无侧限抗压强度、达到规范要求的无侧限抗压强度的水泥剂量进行测试和分析。结果表明:振动拌和构造较普通拌和更加合理;振动拌和方式下,无侧限抗压强度更高,水泥剂量降低率更大。     

纤维水泥稳定碎石室内拌和工艺试验研究

掺加纤维可有效改善水泥稳定碎石(CSM)基层材料的抗裂性并提高其强度。在依托室内物理试验研究纤维水泥稳定碎石(FCSM)路用性能的工作中,重要环节之一是如何提高纤维在混合料中拌和分散均匀性,这将显著影响测试试件的性能稳定性。为此,通过拌和工艺试验,分析了影响纤维拌和分散效果的主要因素及其作用机理,获得了合理的FCSM室内拌和工艺,并通过强度稳定性试验分析进行了印证,从而提出了FCSM拌和工艺效果的辅助判定方法。结果表明,纤维分散均匀性易受集料干湿状态影响:干拌时,搅拌片产生的空气流动易使纤维飘浮在干燥集料表面并逐渐聚集结团;湿拌时,干纤维易吸附于湿混合料的表面。对拌和效果影响而言,投料次序影响更为显著,而延长拌和时间虽能起到提高纤维分散效果的作用,但拌和达到一定时间之后其效果增加并不明显。合理的FCSM室内拌和工艺应首先将全部集料与水泥进行干拌15s后再洒水搅拌15s,然后撒入纤维终拌60s。材料的强度变异系数可表征试件性能的稳定性,可将其作为FCSM拌和效果的辅助判定方法。成果可为FCSM路用性能室内物理试验研究工作奠定基础。     

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。     

振动搅拌水泥稳定碎石在京新高速路面的应用

针对传统拌和方式下水泥稳定碎石基层混合料拌和均匀性差、成品混合料时常存在干燥露白现象等问题,以京新高速公路白明段路面施工项目为依托,对普通搅拌与振动搅拌作用下的水泥稳定碎石混合料外观以及矿料级配进行分析研究。结果表明:振动搅拌作用使混合料中的水与集料充分接触,水泥、水与集料达到充分均匀弥散的状态,细集料均匀包裹粗集料,且矿料级配变异性小于普通搅拌作用,有利于水泥稳定材料耐久性和强度的提高。     

PVA纤维在ECC材料中分散性的定量评价方法

纤维分散性对于纤维增强水泥基复合材料力学性能具有重要影响,由于聚乙烯醇(PVA)纤维与水泥基体的对比度较低,因此评价PVA纤维增强超高韧性水泥基复合材料(PVA-ECC)中纤维的分散性仍是一大难题.针对这一问题,采用荧光显微镜观测PVA-ECC试件的断面,并用CCD照相机采集荧光图像,然后利用数字图像处理和统计方法对纤维分散性进行研究.试验结果表明:纤维识别的准确性得到提高,计算得到的分散系数合理,可用于纤维分散性的评价,该检测方法具有可行性.     

掺纤维水泥稳定碎石基层材料配合比研究

水泥稳定碎石基层材料由于刚性大,容易收缩开裂,导致沥青混凝土面层反射裂缝.一般地,水泥稳定碎石基层材料收缩受级配和外加剂等因素的影响,文章在固定级配的基础上,通过在水泥稳定碎石基层材料中掺加适量的纤维,以减少基层材料的刚性,增大其抗裂能力.鉴于掺纤维水泥稳定碎石基层材料路用性能影响因素多,文章采用均匀设计方法安排试验,并用SPSS统计软件对试验结果进行回归分析,确定了影响掺纤维水泥稳定碎石基层路用性能的主要因素和最佳配合比.试验结果表明,掺纤维水泥稳定碎石具有良好的柔韧性能和较小的收缩系数.     

粉煤灰对振动拌和水泥稳定碎石力学性能的影响

与传统非振动拌和技术相比,振动拌和的水泥稳定碎石的混合料分布均匀且路用性能较好。为了进一步分析粉煤灰对振动拌和水泥稳定碎石路用性能的影响,结合黑河至大连一级公路改扩建工程,通过混合料的配合比设计与强度试验,对掺加粉煤灰的振动拌和与传统非振动拌和水泥稳定碎石的路用性能进行对比研究。试验结果表明,粉煤灰对两种拌和技术的水泥稳定碎石最大干密度和无限抗压强度均有一定的影响,而且振动拌和的水泥稳定碎石最大干密度与无侧限抗压强度均比传统拌和的大。研究结果对高等级公路基层材料的设计与施工具有一定的实用价值。     

农村公路半刚性基层现场均匀拌和施工质量控制工艺研究

文章针对农村公路水泥稳定类基层建设采用集中厂拌法面临的用电困难、运输距离远、易离析以及传统路拌法水泥撒布不均匀、水泥剂量、含水量与混合料的均匀性不易准确控制、能耗大、劳动强度大、粉尘污染严重等不足之处,经过实验室模拟研究与现场试验,提出了利用碎石撒布车均匀撒布矿料、粉料撒布车均匀撒布水泥、冷再生机现场拌和、碾压、整平的机械一体化"现场均匀拌和法"施工工艺,现场质量检测结果表明这种工艺具有可行性。本研究对于我国新农村公路建设的迅速发展具有一定的参考价值。     

基于室内振动搅拌的水泥稳定碎石性能研究

振动搅拌技术可使水泥更好地分散在水泥稳定碎石混合料中,并且使混合料的强度得到一定程度的提高,从而增加了半刚性基层的路用性能,但是,水泥稳定碎石混合料的拌和设备是工地施工中的大型振动搅拌机,进行水泥稳定碎石配合比设计时尚无室内振动拌和设备可用,以致于无法准确分析振动拌和与非振动拌和水泥稳定碎石的技术指标。针对此问题,结合实际工程项目,对室内集料击振筛进行改装,以模拟水泥稳定碎石的工地生产振动拌和设备。通过一系列试验建立改装的室内振动拌和设备与工地振动拌和设备的等效关系。研究内容包括：室内振动搅拌机的原理与参数分析,室内振动搅拌的水泥稳定碎石配合比设计,室内与工地振动搅拌的水泥稳定碎石无侧限抗压强度对比等。研究结果表明：室内振动拌和的水泥稳定碎石配合比设计结果优于工地振动拌和的设计结果,而且水泥稳定碎石无侧限抗压强度大于工地振动搅拌机拌和混合料的抗压强度;根据试验结果得出了改装的室内振动拌和设备对水泥稳定碎石混合料的最佳拌和时间,使改装的室内振动搅拌机达到了工地大型振动搅拌机的同样效果,可应用于水泥稳定碎石的配合比设计与施工。     

水泥稳定碎石排水基层胶浆合理稠度的评价方法

为了定量评价水泥稳定碎石排水基层材料中水泥胶浆稠度的合理性,设计了针对水泥稳定碎石排水基层材料的析漏试验。以析漏质量为评价指标,根据对不同胶浆稠度的水泥稳定碎石材料的析漏试验确定了试验的标准析漏时间为60 s。以7 d无侧限抗压强度大于5 MPa和空隙差小于5%作为力学强度和空隙均匀性的评价标准,通过建立析漏质量与7d无侧限抗压强度和空隙差的关系,确定满足力学强度和空隙均匀性要求的水泥胶浆的析漏质量小于150 g。为检验方法的合理性,测试了采用该方法所设计混合料的空隙率和不同龄期的抗压强度、劈裂强度和回弹模量。结果表明,采用该方法设计的混合料既具有较大且均匀的空隙率,在不同的龄期又具有较高的抗压强度、劈裂强度和回弹模量,满足力学性能要求。     

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。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性试验研究

根据大量试验结果,分析了试件养护龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量的变化对聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性(平均干缩系数)的影响,得出了相应的影响规律。结果表明:聚丙烯纤维的掺加对水泥稳定碎石平均干缩系数有显著的降低;随着试验龄期的增长,平均干缩系数不断减小;在本文聚丙烯纤维掺量的范围内(体积掺量小于1‰),随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数有不断减小的趋势;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石平均干缩系数逐渐增加。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石温缩性能试验研究

根据大量试验结果,分析了试件养护龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量的变化对聚丙烯纤维水泥稳定碎石平均温缩系数的影响,得出了相应的影响规律。结果表明,聚丙烯纤维的掺加对水泥稳定碎石平均温缩系数有显著的降低;随着试验龄期的增长,平均温缩系数不断增长;在聚丙烯纤维掺量的范围内(体积掺量小于0.1%),随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均温缩系数有不断减小的趋势;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石平均温缩系数逐渐增加。     

聚酯纤维对水泥稳定碎石抗弯拉性能影响的试验研究

通过室内试验研究了聚酯纤维的形状、含量和长度对水泥稳定碎石抗弯拉强度的影响规律.结果表明:丝状和网状聚酯纤维水泥稳定碎石的抗弯拉强度优于条状聚酯纤维水泥稳定碎石;当龄期为7d时,抗弯拉强度随着纤维含量和长度的增加而降低;当龄期大于28d后,抗弯拉强度随着纤维长度的增加而增加,随着纤维含量的增加呈先增长后降低的趋势,且在纤维含量为0.7‰时出现峰值.以抗弯拉强度最优为原则,综合考虑纤维混合料拌和难易度,建议纤维用量为0.7‰,纤维长度为7 cm.     

掺纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究分析

通过大量室内试验,对掺聚酯纤维和聚丙烯纤维的水泥稳定碎石抗裂性能进行了研究,比较了聚酯纤维和聚丙烯纤维对水泥稳定碎石材料抗裂性能的改善效果。结果表明:聚酯纤维和聚丙烯纤维都能够大幅度地降低水泥稳定碎石材料的总干缩系数和温缩系数,提高间接抗拉强度,其中,聚酯纤维对改善水泥稳定碎石抗裂性能的效果更显著。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石冲击性能研究

运用摆锤冲击法和均匀弹性支撑落重弯折冲击法,首次对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石的冲击性能进行了对比试验研究。试验结果表明:和普通水泥稳定碎石相比,聚丙烯纤维水泥稳定碎石具有优良的抗冲击能力,聚丙烯纤维水泥稳定碎石在路面半刚性基层中运用,可以增强基层抵抗行车荷载的冲击和振动,延长其使用寿命。