利用真空饱水法确定粗集料密度

目前,对于粗集料的密度和吸水率试验是根据AASHTO T85和ASTM C-127标准进行的,该方法需要将粗集料样品浸泡15 h(AASHTO T85)和(24±4)h(ASTM C-127),然后用干燥的吸水布擦干集料表面使其达到表干(SSD)状态.该方法对粗集料是否达到SSD条件的判断带有主观性,同时测试时间过长也会给施工质量控制和质量监测(QC/QA)带来不便.该文提出一种新的真空饱水方法确定粗集料的密度和吸水率.该方法是在30 mm汞柱(4 kPa)的压力下,将粗集料置于真空状态下饱水10、20和30 min,代替传统的(24±4)h浸泡时间.粗集料的真空饱水法是去除样品中夹带的所有空气,使水进入粗骨料的有效毛孔,该文采用这种方法对各种不同性质的集料进行了测试,包括玄武岩、石灰石、砂石、钢渣及粉碎混凝土块,并将测试结果与AASHTO T85得到的结果进行对比.结果表明:真空饱水法在10、20和30 min的真空饱水状态下进行的粗集料密度测试可以取代AASHTO T85.同时,该文得到一项重要发现,与真空饱水法相比,AASHTO T85存在低估集料吸水量的问题.     

路用多孔页岩陶粒表面修饰优化

为提高路用多孔页岩陶粒的路用性能并提升其阻热性能，优选3种有机处理剂，借助吸水率、筒压强度、控制筛孔通过率及磨耗值试验，确定了不同处理剂最佳修饰工艺；基于吸油率、表面孔隙封堵率与SEM试验，系统研究了修饰前后页岩陶粒表面孔隙封堵情况，对比评价了不同处理剂对页岩陶粒路用性能的影响规律，确定了页岩陶粒最佳处理剂；并在此基础上，全面评价了表面修饰对页岩陶粒混合料路用性能的影响。结果表明：苯基硅树脂的适宜浓度为25%，固化温度为160℃，硅丙乳液的适宜浓度为35%，成膜温度为30℃，助剂含量为3%，建筑防水剂修饰页岩陶粒的适宜浓度为35%，固化温度为85℃；其中苯基硅树脂对页岩陶粒表面封装效果最好，24 h吸油率最低，表面孔隙封堵率高达78%，且SEM图像也表明经表面修饰的页岩陶粒表面开口孔隙数量明显减少；3种处理剂均能不同程度地提高路用多孔页岩陶粒的路用性能，24 h吸水率的降幅在80.48%~94.5%之间，压碎值降幅在4.62%~17.52%之间，磨耗值降幅在5.33%~30.92%之间，黏附性等级提高0.5~2级；苯基硅树脂对页岩陶粒吸水率与黏附性等级改善效果最佳，硅丙乳液对压碎值与磨耗值改善效果最为明显，综合考虑所有评价指标，确定了页岩陶粒最佳处理剂为苯基硅树脂；且经苯基硅树脂表面修饰后的页岩陶粒混合料各项路用性能均有不同程度提高。     

释水因子的吸水与释水性能对混凝土电阻率的影响

研究了各种释水因子的吸水与释水性能,以及释水因子的种类、密度等级等方面对混凝土电阻率的影响。结果表明,释水因子释放出来的水分有利于降低混凝土的早期电阻率,但使水泥石结构更密实,提高混凝土的后期电阻率;混凝土电阻率随着释水因子密度等级的增加而增加;释水因子的种类对电阻率的影响较为复杂。     

基于强度试验分析的公路工程轻骨料混凝土配合比设计及其性能研究

轻骨料混凝土干密度不大于1 950 kg/m~3,大多数试件强度不小于40 MPa可被定义为高强度混凝土。除此之外,在7 d和28 d的抗压强度方面,轻骨料混凝土也比普通混凝土略高;轻骨料混凝土的轴压比、劈裂抗拉强度、抗折强度均高于同等级的普通混凝土。结合试验,对公路工程轻骨料混凝土配合比进行设计,在此基础之上对其性能进行了研究。研究表明:砂率、水灰比、陶粒、筒压强度、是否预吸水是影响轻骨料混凝土强度的主要因素,适当降低水灰比能提高混凝土强度;适当提高体积砂率可将轻骨料混凝土强度提高;对陶粒进行预吸水处理后,在一定配合比下轻骨料混凝土强度将被提高;混凝土的抗压强度对于等级相同的陶粒来说,最大粒径越大,其抗压强度越小。     

高强轻质混凝土工作性能和强度影响因素研究

采用高强页岩陶粒,加入I级粉煤灰和高效减水剂,配制出了LC40轻质高强轻集料混凝土。同时研究了砂率、粉煤灰掺量和陶粒不同预湿时间对轻集料混凝土工作性能以及抗压强度的影响。研究结果表明,适当提高砂率、掺入适量的粉煤灰以及对轻骨料预湿,均能有效改善混凝土的工作性能,但对抗压强度的影响却各不相同。     

高聚物注浆材料吸水特性及温度变化对体积影响试验研究

为研究高聚物注浆材料的吸水特性及温度变化对材料体积的影响,量测了不同密度的高聚物试样的吸水率,测试了干燥试样在-40~40℃温度范围内的体积变化及饱水试样在-40℃时的体积变化。试验结果表明,试样的吸水率及吸水后的体积变化率均随材料密度的增大而减小;温度变化时,干燥试样的体积变化符合热胀冷缩的规律,并且高温时体积的增大比较明显;浸水饱和试样在温度降至-40℃时体积仍然收缩,但体积收缩率明显小于干燥试样的收缩率。研究成果将对高聚物材料在工程中的应用提供重要参考。     

低吸水性高强陶粒混凝土的配制及性能研究

将陶粒浸泡到24%的苯丙乳液中6h,使陶粒的吸水率从12%降低到6.7%。将此陶粒525kg/m3、水泥500kg/m3、砂石1 200kg/m3(砂石比为1.5)混合均匀,在减水剂用量为水泥质量的1%,水灰比0.30的条件下,制备成100mm×100mm×100mm砌块,标准养护28d后,制备得到了低吸水性GLC50陶粒混凝土。测得其抗压强度为59.5 MPa,通过对普通混凝土(C50)、陶粒混凝土(NLC50)和改性陶粒混凝土(GLC50)的密度、抗碳化性和抗氯离子渗透性进行分析对比,表明经苯丙乳液改性后的陶粒制备得到的混凝土的密度轻,抗碳化性和抗渗透性能优,且施工工艺与其他陶粒混凝土接近,适用于海洋路桥工程项目。     

钢箱梁桥面轻集料混凝土的性能研究

高强高韧性轻集料混凝土具有轻质高强、高韧性、抗渗性佳、隔热保温等显著优点,适宜作钢箱梁桥桥面铺装材料.针对高强高韧性轻集料混凝土的这些特点,研究了纤维和聚合物掺量对轻集料混凝土工作性能、抗压强度、抗折强度、弯曲韧性的影响规律,成功配制出干表观密度小、抗压强度等级达到C50、抗折强度大于8.0 MPa、韧性指数η30大于28的钢箱梁桥面铺装材料高强高韧性轻集料混凝土.     

长期浸水对沥青和集料-沥青界面性能损伤的试验研究

将空隙率为7%左右的AC-13沥青混合料试件放置于25℃的水中达60d,定期观测试件的质量吸水率,并采用肯塔堡飞散试验测定其质量损失率。结果表明:沥青混合料试件的饱水特征曲线存在两个阶段:第一阶段自由水迅速填充大孔隙,吸水率快速增加;第二阶段水分向微孔隙渗流并向沥青胶结料扩散,吸水率趋于某平衡上限,且长期作用下水分可能扩散到集料-沥青膜界面处,导致沥青胶结料内聚力和集料-沥青膜间粘结力下降,飞散质量损失率增大。     

空隙特征对排水路面残留饱水度的影响

排水路面雨后残留水分是降低路面耐久性重要因素之一。为研究多孔沥青混合料浸水后残留饱水度变化规律,以5种级配多孔沥青混合料为研究对象测算不同时段残留饱水度,研究空隙特性对残留饱水度衰减速率的影响。结果表明:公称粒径较大的混合料试件,其表面空隙及单个空隙直径较大;公称粒径与空隙率相同的混合料,提高级配粗度能够明显提升试件内部空隙连通性与直径;试件初始残留饱水度与混合料空隙连通性和空隙直径相关,随着试件公称粒径与单个空隙直径的增大初始残留饱水度下降;残留饱水度小于或接近30%时,其日间衰退速率保持稳定约为0.9%/h,静置48h后各级配混合料残留饱水度均趋于25%。     

泡沫轻质土渗透及吸失水性能试验研究

通过对湿重度分别为5.5 k N/m³、6 k N/m³的泡沫轻质土进行渗透及吸失水试验，研究了泡沫轻质土的孔隙状态、渗透系数及吸失水性能。试验结果表明：气泡混合轻质土是一种高孔隙率材料，其孔隙占比在75%以上，渗透系数约为10^-5～10^-6数量级，介于粉质粘土与粘土的渗透系数之间；受水浸泡后，泡沫轻质土容重最大增加约25%，失水后容重仍然有约9.5%增加量，在工程设计中应根据不同置换路基施工环境对设计容重按照1.0～1.25之间进行修正。     

轻骨料喷射混凝土在公路隧道漏水治理中的应用研究

轻骨料混凝土与普通混凝土相比其单位体积的重度轻,在公路隧道渗漏水治理中有其独特的优势。从轻骨料混凝土的力学特性和施工工艺出发,通过实验的方法研究了轻骨料混凝土和普通混凝土不同龄期的抗压强度和抗拉强度,通过实验数据可得,与普通混凝土相比轻骨料混凝土的早期抗拉和抗压强度低,但其28d龄期的抗拉和抗压强度均大于普通混凝土,因此轻骨料混凝土在力学特性方面优于普通混凝土材料。对于隧道漏水病害而言混凝土的抗渗性能是决定其工程应用的重要指标,通过实验的方法研究了不同配合比下轻骨料混凝土的电通量,并得出当水灰比为0.47,粉煤灰含量为15%,硅灰含量为5%时其电通量最小,抗渗性能最佳。最后以某公路隧道为工程背景,研究了轻骨料喷射混凝土在隧道漏水病害治理中的应用。     

不同粗集料组成的沥青混合料性能研究

粗集料是沥青混合料骨架结构的重要组成部分,不同种类和性质的粗集料对沥青混合料性能的影响各不相同。选取了7种不同种类和产地的粗集料,进行了基本物理力学性能试验,并以AC-16C粗型密级配为例,考察了不同粗集料对沥青混合料性能的影响。结果表明,粗集料性能对沥青混合料高温稳定性和水稳定性具有显著的影响,对低温抗裂性无影响,在固定其他条件的情况下,粗集料表观密度越小、吸水率越大,其沥青混合料动稳定度D S和劈裂强度比TSR越大。     

再生集料在道路基层材料中的试验研究与应用

利用公路路面铣刨出的废旧水稳再生集料替代天然集料制备再生水稳基层材料,并开展工程示范应用。结果表明：对于来自同一路段的废旧水稳再生集料,其烘干或不烘干处理对再生水稳混合料的最佳含水率影响较小,最佳含水率一般比再生级配集料吸水率高约4%~5%;对于不同路段的废旧水稳再生集料,其压碎值越高,再生水稳的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、抗压回弹模量越低;综合考虑再生水稳的性能,选择来自路段1的再生细集料与路段3的再生粗集料按比例混合制备再生水稳用于工程实践,再生水稳具有较好的力学性能与路用性能,满足工程设计要求,应用效果良好。     

集料清洁度对沥青混合料水稳定性的影响研究

对受到泥土污染的集料进行了水稳定性的试验研究,试验分析了粗、细集料在泥土含量相同的情况下对混合料水稳定性的影响程度,以及在保证集料清洁对沥青用量的影响情况。在此基础上,综合分析了粗、细集料清洁度和沥青用量对沥青混合料水稳定性的影响及分析。研究结果表明：不洁净矿料组成的沥青混合料的水敏感性大于洁净矿料组成的沥青混合料的水敏感性;沥青混合料的水稳定性随着集料含泥量的增加而降低,且细集料的洁净程度影响更为明显;在达到相同的水稳定性指标值情况下,含泥量降低1％左右,可以节省沥青约为0．2％。     

成型方式对SMA沥青混合料路用性能影响研究

分别对细、中、粗3 种不同的SMA 级配,采用GTM 法与马歇尔法进行设计,并对其体积特性参数和路用性能进行了比较研究。结果表明:GTM 法设计的试件密度和饱和度较马歇尔法设计的试件大,空隙率和矿料间隙率小,GTM法设计的SMA沥青混合料具有较高的高温稳定性,低温抗裂性和水稳定性。     

微表处混合料抗水损害性能试验研究

通过湿轮磨耗试验,研究矿料级配和矿料洁净程度对微表处混合料抗水损害能力的影响。研究表明：在油石比不变的情况下,选择较粗级配或较细级配均不会对微表处的配伍性及长期抗水损害能力有显著影响,但矿料洁净程度对微表处的抗水损害能力及耐久性有非常大的影响,微表处细集料中粘土颗粒含量微量增加,就会导致微表处抗水损害能力成倍衰减：提出微表处集料的亚甲蓝指标。     

南水北调工程粘土岩基本物理性质试验研究

粘土岩是南水北调中线工程总干渠潞王坟膨胀岩试验段具有代表性的膨胀岩之一。通过颗粒分析试验、击实试验、膨胀性试验和渗透试验来了解其基本物理性质,结果表明:①粘土岩的颗粒组成以粉粒、粘粒和胶粒为主,含有少量砂粒,级配一般;轻型击实、干土法制样时,粘土岩最优含水率为25.9%,最大干密度为1.56 g/cm3。②粘土岩的自由膨胀率为68%～70%,具有中等膨胀潜势;其无荷膨胀率、膨胀力均随干密度的增加而增加,但干密度达到1.60 g/cm3后,粘土岩的无荷膨胀率和膨胀力增幅均有不同程度的减缓。③粘土岩原状样和重塑样的渗透系数随着干密度的增大而减小。     

基于数字图像技术的再生骨料沥青混合料骨架接触类型量化表征

新-旧骨料的接触类型及其比例决定了再生骨料沥青混合料的力学强度和耐久性。对比了再生骨料与天然骨料的物化特性差异,分析了AC-20C型再生骨料沥青混合料的路用性能,并通过截取试样断面图像、提取骨料接触点对再生骨料沥青混合料中不同骨架接触类型及其比例进行了量化表征。结果表明,与天然骨料相比,再生骨料针片状含量和表观密度降低,压碎值和吸水率增大,其沥青混合料的高温性能明显提高,低温性能、水稳定性和疲劳性能有一定程度的下降,除了水稳定性,低温和疲劳性能仍满足规范要求;提出了骨架接触类型的分类和判别原则,发现再生骨料沥青混合料以“再生骨料-再生骨料”接触为主,30%取代率下再生骨料类接触占比达到85.7%。本研究尝试从骨架接触特性角度评价再生骨料对再生骨料沥青混合料性能的影响,为进一步建立其宏观性能和细观接触特性参数间的关系奠定基础。