环保型盾构渣土路面基层材料应用试验研究

以南京地区盾构渣土为研究对象,用自主研制的固化剂固化盾构渣土,通过击实试验、抗压强度试验、抗压回弹模量试验、干缩试验、冻融循环试验等一系列试验,探索固化盾构渣土用作路面基层材料的可行性。研究结果表明,固化剂的掺入会大幅改良盾构渣土的工程特性,当固化剂掺量分别为8%、12%、15%时,各土体的最优含水率分别为17%、18.4%、19.1%,最大干密度分别为1.77g/cm³、1.69g/cm³、1.64g/cm³;通过分别添加固化剂和水泥的盾构渣土对照试验发现,固化剂固化渣土的土体力学性能、干缩特性和抗冻融性能均明显优于水泥固化土,固化剂掺量越高,路用性能越好。研究成果可进一步推进盾构渣土在道路工程中的资源化利用,用作路面基层材料比用作路基填料经济效益更为显著。     

离子土壤固化剂固化红黏土强度特性

为研究液态离子型土壤固化剂加固红黏土的强度特性，采用美国Road Bond公司生产的液态离子型土壤固化剂对浙江金华地区的红黏土进行加固。在试验确定的最佳离子土壤固化剂掺量0.014%条件下，通过在试样土中加入不同掺量水泥、石灰，成型2种不同压实度（96%、98%）试件，分别进行固化土混合料的抗压回弹模量、抗压强度、劈裂强度和冻融强度试验，分析离子土壤固化剂加固红黏土的强度变化规律，并铺筑试验路进行验证。研究结果表明：红黏土中加入离子土壤固化剂后，其塑性指数有所降低，形成更为密实结构，固化剂、水泥或石灰的掺入都能增加混合料的抗压回弹模量，且在其他条件相同的情况下，掺入石灰对抗压回弹模量的增强效果优于水泥；各配合比混合料的7 d无侧限抗压强度受压实度影响较为显著，98%压实度固化效果优于96%压实度，固化剂、水泥、石灰的掺入均可较好提升试件的劈裂强度，随着水泥掺量的增加，其冻融抗压强度损失BDR也随之提高，其抗冻性能越好。结合现场试验路的情况，建议在实际工程中严格控制其压实度。     

掺磷尾矿的海淤固化土路堤强度影响因素研究

以疏浚海淤泥为研究对象,水泥为固化剂,掺入连云港当地固体废弃物磷尾矿砂,达到改善海淤泥工程性质、缩短建设周期、保护环境的目的.采用2因素(水泥添加量和磷尾矿砂掺量)5水平均匀试验确定了不同的配比,利用无侧限抗压强度试验,研究无侧限抗压强度的影响因素,从水稳定性和CBR值两个方面证明,提高磷尾矿砂掺量对海淤固化土强度有促进作用.在试验和理论的基础上提出掺磷尾矿砂海淤固化土的强度公式,并进行回归,固化土存在最小的水泥需要量.     

海相淤泥水泥土搅拌桩固化剂室内测试研究

针对普通硅酸盐水泥在海相淤泥质软土中很难形成完整的搅拌桩的工程问题，基于水泥基材料，研制适用于海相淤泥质软土水泥土搅拌桩的混合固化剂。混合固化剂是一种由水泥、专用固化料、生石膏及其他外加剂组成的固化材料。取A、B两个工点的海相淤泥质软土样，选取A、B两组软土试样进行室内固化软土试块测试试验。结果表明：相同掺灰比条件下，混合固化剂固化软土试块的无侧限抗压强度要明显优于纯水泥固化剂。生石膏掺量对于提高软土固化试块无侧限抗压强度有重要的影响。对于A组软土样，生石膏掺量在改善固化土试块强度性质方面存在一个最优掺量，建议为混合固化料的4%。对于B组土样，固化土试块无侧限抗压强度随着生石膏掺量呈增加的趋势。电镜扫描显示：相同龄期的混合固化剂软土试块比纯水泥固化剂试块能够形成更多的C-A-S-H和AFt水化产物，能够形成更致密的空间网状骨架结构，形成强度更高的固化土。     

HSC301化淤泥填筑路基性能研究

为进一步推广HSC301固化剂处置淤泥技术,调差分析了HSC301固化剂固化土壤机理及特性,通过对不同掺量的HSC301固化淤泥进行击实试验、CBR试验和无侧限抗压强度试验,系统分析了HSC301掺量对固化淤泥最佳含水量、最大干密度以及力学性能的影响规律,可为固化淤泥施工提供一定的借鉴.     

基于固弃物的固化土路用性能及固化机理研究

为探索矿渣、粉煤灰和脱硫石膏等固体废弃物应用于黄泛区道路工程建设的可行性,基于粉煤灰、矿渣、脱硫石膏、普通硅酸盐水泥和固废基硫铝酸盐水泥制备了粉土固化剂。研究了固化剂掺量（4%、6%、8%、10%）对固化土无侧限抗压强度、劈裂强度、加州承载比（CBR）、水稳性能及抗干湿循环性能的影响。结果表明：使用固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥与其他固弃物协同制备的固化剂固化效果最优;固化剂掺量不低于8%时,固化土强度满足JTG D50-2017要求;固化土CBR值高于75%,满足JTG D30-2015中路基填料承载比要求;基于X射线衍射分析和二次电子成像技术,发现固化土中存在水化硅酸钙凝胶（CSH）和钙矾石晶体（AFt）;这些物质通过填充缝隙、挤密、黏结土颗粒,增强土体性能。     

季冻区掺粉煤灰水泥混凝土路面耐久性研究

针对东北季冻区夏季多雨、冬季寒冷、春秋两季冻融频繁的实际特点,对水泥混凝土路面耐久性进行研究.首先对各种原材料开展室内试验,进行配合比设计,试验结果显示:掺入粉煤灰后,水泥混凝土和易性和抗弯拉强度均明显改善.然后分别对水泥混凝土抗冻性、耐磨耗性、抗渗性、干缩性进行研究,结果表明:双掺减水剂和粉煤灰可以显著改善混凝土抗冻性能,并且粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能影响最大,其次是水泥用量和减水剂用量,而砂率的显著性水平为不显著;当粉煤灰掺量为10%时,混凝土28 d的耐磨性能最好,而粉煤灰掺量大于30%时,其耐磨性能显著下降;同时,掺粉煤灰混凝土与普通混凝土相比,抗渗性显著增强,干缩值大大降低.最后,进行经济效益分析和社会效益分析.     

水镁石纤维对再生基层材料路用性能的影响

为了改善再生基层材料路用性能,选取不同水镁石纤维和水泥的掺量作为关键影响因素,采用无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、抗弯拉强度试验和抗压回弹模量试验,评价影响因素对再生基层材料的路用性能影响;采用干缩和温缩性能试验,评价不同水镁石纤维掺量对再生基层材料收缩性能的影响。研究结果表明:增加水镁石纤维和水泥的掺量对再生基层材料各项力学性能有所增强,但水镁石纤维对再生基层材料的不同性能改善略有差异。其中,随着纤维掺量的增加,在掺量小于4%时,再生基层材料的劈裂强度与抗弯拉强度为阶梯式增加;在掺量大于等于4%时,其增长速度相对缓慢。此外,掺入水镁石纤维对再生基层材料的干缩和温缩性能也均有所改善。     

复合固化剂固化淤泥力学特性及微观机制

我国每年因工程施工会产生大量的废弃淤泥，传统的堆砌抛填处理方式，不仅侵占土地且容易造成二次污染。通过加入固化剂将废弃淤泥转化为可用于填筑的工程材料是目前比较好的一种处理方式。但常用的淤泥固化剂水稳定性差，对高含水率淤泥固化效果不佳，无法广泛应用。本文在前人研究的基础上，通过贯入度试验、无侧限抗压试验等一系列试验，对几种常用的固化剂掺合料进行筛选，从而制作了一种对高含水率淤泥具有快速固化效果的固化剂并确定了其最优掺量。对固化淤泥的力学特性研究，表明该固化剂性能优异，养护七天后，固化土的CBR值和强度均符合工程规范要求。结合电镜扫描图，分析固化淤泥的微观特征，发现该固化剂的固化效果来源于钙化聚酸的水化形成的链状结构，在碱性条件下与淤泥颗粒以及矿物离子发生的聚合作用。     

应用NS-SL型土壤固化剂固化淤泥的路用性能试验研究

为合理解决我国沿海地区沉淤废土的堆积和工业废渣的处理问题,文中试验秉持可持续发展理念,采用NS-SL型土壤固化剂,对杭州市典型淤泥质黏土进行固化处理;对比传统P.O 42.5普通硅酸盐水泥固化效果,测试其路用性能。结果表明,NS-SL型复合固化土具有较好的强度特性,其28d无侧限抗压强度较传统水泥固化土强度提升79.7%;同时,NS-SL型复合固化土也具有较好的水稳定性和抗冻性能。研究表明,NS-SL型土壤固化剂适合应用于滨海地区的道路路基工程。     

路用早强水泥稳定碎石材料抗冻性能试验研究

以研究季冻区道路水泥稳定碎石材料的路用性能为目的,在稳定碎石材料中掺入5%的水泥,再按水泥用量的0、8%、10%、12%、14%和16%的早强剂(SES-I型)替换水泥,研究不同早强剂掺量的水泥稳定碎石材料的吸水率、冻融后的质量损失率、冻融前后无侧限强度及抗冻系数。试验得出,早强剂能够降低材料的吸水率、冻融后的质量损失率,提高其冻融前后无侧限强度及抗冻系数,其中掺量为16%早强剂的材料抗冻性最显著。故早强剂的掺入在加快道路施工速度的同时,也能有效减缓水泥稳定碎石材料因冻融造成的破坏。     

高速铁路寒冷地区路基改良填料冻融性能研究

针对高速铁路寒冷地区路基改良填料，进行冻融循环后无侧限抗压强度试验，探究改良剂种类、掺量和养护龄期变化对改良填料抗冻融耐久性能的影响。结果表明：改良填料的强度随着养护龄期的延长和水泥掺量的增加而提升；粉煤灰的掺入会降低填料的强度；改良填料的冻融强度损失值呈现出指数型降低。采用冻融强度损失可以较好地评估填料在不同养护龄期下的强度变化。填料的冻结温度为-0.3℃，改良填料的冻融变形与水泥掺量呈正相关，与粉煤灰掺量呈负相关。     

聚合物胶乳对水泥稳定碎石材料强度的影响

对掺加不同掺量的聚合物胶乳水泥稳定碎石材料抗压、劈裂强度等方面进行试验,结果表明,与普通水泥稳定碎石材料相比,聚合物胶乳水泥稳定碎石材料的抗拉性能有较大提高.研究了聚合物掺量及养护龄期对聚合物胶乳水泥稳定碎石材料抗压、劈裂强度的影响,同时也对不同聚合物掺量的水稳碎石材料的抗压回弹模量、抗弯拉强度进行了研究.     

水性环氧乳化沥青混合料路用性能研究

为了改善普通乳化沥青混合料的路用性能,按照固化剂:水性环氧树脂=3:7的比例制备了水性环氧乳化沥青;对传统冷补料的成型方法进行修正,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验研究了水性环氧树脂掺量对混合料路用性能的影响。同时将水性环氧乳化沥青混合料与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料的路用性能进行对比。结果表明:当水性环氧树脂掺量在15%左右时,混合料的各项性能可达到较优的状态;与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料相比,水性环氧乳化沥青混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性能和水稳定性。     

固废基硫铝酸盐水泥固化低液限粉土的试验研究

为探究固废基硫铝酸盐水泥对低液限粉土的固化规律和效果,开展无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR、XRD、TGA和SEM等试验,研究复掺不同比例硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的固化剂对固化土力学性能的影响及其微观机理。研究结果表明:相对于普通硅酸盐水泥,固废基硫铝酸盐水泥水化产物中钙矾石含量较高,水化硅酸钙含量较少。单掺掺量为6%的固废基硫铝酸盐水泥固化土,其无侧限抗压强度前期增长较快,后期增长相对缓慢,28 d强度可以达到0.83 MPa;确定胶凝材料掺量为6%,将固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥进行复掺时,随普通硅酸盐水泥占胶凝材料比例的增加,固化土抗压强度和劈裂强度逐渐提高,膨胀量逐渐降低。当普通硅酸盐水泥比例由60%上升到70%时,固化土强度提高最为显著,两种水泥的互补性发挥得最好,CBR可达235%,28 d强度可达2.25 MPa。     

低掺量聚丙烯纤维水泥稳定粒料基层抗冲击性能研究

聚丙烯纤维水泥稳定粒料作为一种性能优良的新型路面半刚性基层材料,其研究和应用起步较晚.该文运用摆锤冲击法和均匀弹性支撑落重弯折冲击法,首次对低掺量聚丙烯纤维水泥稳定粒料与未掺纤维的普通水泥稳定粒料的抗冲击动力性能进行了试验研究.试验结果及机理分析表明:与普通水泥稳定粒料基层相比,低掺量聚丙烯纤维水泥稳定粒料基层的抗冲击性能显著提高、韧性好,其应用于路面基层,将显著提高基层的抗裂、抗变形能力,延长道路的使用寿命.     

掺膨胀剂水泥稳定碎石抗裂性能研究

水泥稳定碎石的抗裂性能一直是半刚性基层路面路用性能研究中的热点。为了减小水泥稳定碎石的收缩变形量,增强结构的抗裂能力,文中在水泥稳定碎石中掺入膨胀剂,通过相关试验分析了不同膨胀剂掺量下水泥稳定碎石强度、收缩性能的改善程度。结果表明,水泥稳定碎石中掺入适量膨胀剂能在一定程度上抑制裂缝的产生,改善其干缩、温缩变形性能,增强其抗裂性能;最佳膨胀剂掺量为5%。     

公路基层聚丙烯纤维水泥稳定土力学性能试验研究

在水泥稳定土中掺入不同长度、不同掺量的聚丙烯纤维,制备了聚丙烯纤维水泥稳定土(PFCS),通过击实试验确定最佳含水量及最大干密度,采用抗压强度试验及抗劈裂性能试验,分别研究了聚丙烯纤维的掺入对水泥稳定土的抗压强度及抗劈裂性能的影响。结果表明:掺入5%水泥的PFCS最佳含水率与干密度分别为17.3%、1.749g/cm~3;当水泥与聚丙烯纤维掺量相同时,PFCS的无侧限抗压强度随养护龄期的增加而提高,且纤维长度越长对水泥稳定土基体的裂缝抑制作用越明显;随着纤维掺量及长度的增加,水泥稳定土7d无侧限抗压强度随之增大,抗裂性能显著增强。     

膨润土改性沥青混合料力学特性研究

为了探究膨润土对热拌沥青混合料(HMA)疲劳性能的影响,选用6种沥青重量百分比(0%、10%、15%、20%、25%和30%)为膨润土掺量,制备了膨润土改性沥青混合料,进而对不同膨润土掺量的沥青混合料开展了马歇尔稳定度、间接拉伸强度、回弹模量和四点弯曲疲劳试验。试验结果表明:膨润土的掺入使沥青混合料的疲劳寿命得到明显的提高,并根据试验结果拟合得到了膨润土改性沥青混合料的疲劳方程;此外,膨润土作为改性剂提升了沥青混合料的间接拉伸强度和回弹模量,改善了沥青混合料的抗变形能力;建议膨润土掺量控制为10%～15%。     

考虑冻融循环的聚酯纤维沥青混合料性能研究

为研究聚酯纤维掺量对沥青混合料路用性能和冻融损伤劣化规律的影响,通过高温车辙试验、低温劈裂试验、水稳定性试验和冻融循环条件下小梁弯曲试验,对比分析聚酯纤维掺量为0.0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时沥青混合料动稳定度、极限弯拉强度、弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度比和冻融弯曲应变的变化。结果表明,随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料路用性能指标和冻融损伤性能呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维掺量为0.2%左右时,沥青混合料动稳定度出现峰值(3 512次/mm),抗弯拉强度提高12.4%,极限弯曲应变增加7.6%,弯曲劲度模量超过2 670 MPa,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高2.2%、3.2%;聚酯纤维掺量为0.2%左右、冻融循环次数为12次时,弯曲破坏应变出现峰值,抗冻融性能最佳;聚酯纤维沥青混合料的弯曲破坏应变与冻融循环周期呈负相关关系,冻融循环次数超过12次时,弯曲应变下降速率减小并逐渐趋于稳定。