掺乳化沥青半刚性基层混合料的强度与收缩性研究

介绍了在石灰稳定碎石土、水泥稳定碎石土和水泥粉煤灰稳定碎石土3类常用半刚性基层中加入乳化沥青后的强度和收缩变化规律,应用扫描电镜研究了掺乳化沥青半刚性基层混合料的微观结构和强度变化机理.结果表明:乳化沥青使水泥稳定碎石土的强度下降,使石灰稳定碎石土的强度增加,明显降低了3种混合料的干缩系数和温缩系数,在一定掺量范围内,掺乳化沥青可以减小半刚性基层的收缩开裂,从而使强度满足规范要求.研究成果对半刚性基层路面的防裂有一定参考价值.     

掺减缩剂水泥稳定碎石抗裂性能研究

对掺减缩剂水泥稳定碎石进行了抗压强度试验、劈裂强度试验和干缩试验。结果表明,减缩剂具有减水效应,掺减缩剂水泥稳定碎石90d抗压强度和劈裂强度增加,但90d劈裂应变减小,不利于抗裂性能的提高;掺减缩剂水泥稳定碎石干缩应变大幅减小;水泥稳定碎石掺减缩剂的最佳掺量为2%。     

膨胀剂及纤维对水泥稳定碎石干缩性能的影响

对掺加膨胀剂、聚丙烯纤维的水泥稳定碎石和不掺加任何添加剂的水泥稳定碎石三种类型材料进行了干缩性能的试验,通过对试验结果的比较分析及对掺加膨胀剂与掺加聚丙烯纤维改善水泥稳定碎石干缩开裂性能不同作用机理的研究,得到如下研究结果:掺加膨胀剂比掺加聚丙烯纤维对水泥稳定碎石干缩抗裂性能的改善效果更好,且累计失水率值对膨胀剂水泥稳定碎石干缩抗裂性能的改善影响很大.     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石收缩性能

为了减小水泥稳定碎石的收缩,研究了聚丙烯纤维对水泥稳定碎石收缩性能的影响,分别用千分表支架法和应变片电测法对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石的干缩性能和温缩性能进行了测试,分析了材料的平均干缩系数和平均温缩系数随纤维掺量变化的规律。试验结果表明:聚丙烯纤维的掺入可显著地减小水泥稳定碎石的平均干缩系数和平均温缩系数,高龄期聚丙烯纤维水泥稳定碎石的平均干缩系数比低龄期的小,而高龄期的平均温缩系数却比低龄期的大;在纤维体积掺量小于1‰的范围内,随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数和平均温缩系数均逐渐减小。可见,在一定的纤维掺量范围内,聚丙烯纤维水泥稳定碎石具有良好的抗收缩性能,应用于路面基层可提高路面的抗裂性能。     

掺粉煤灰的水泥稳定碎石抗裂性能的研究

本文通过大量系统试验,分析研究了掺粉煤灰水泥稳定碎石的抗裂性能。其中包括干缩性能、温缩性能、劈裂抗拉强度。     

不同外加剂掺量的水泥稳定碎石温缩性能研究

目前,减水剂和粉煤灰复合掺加外加剂主要是应用于水泥混凝土,应用于水泥稳定碎石的具体研究极少。通过温缩试验,对比在1%的减水剂下,不同粉煤灰掺量的水泥稳定碎石的温缩性能,试验结果对于工程实践具有重要的指导意义。     

不同外加剂掺量的水泥稳定碎石温缩性能研究

目前,减水剂和粉煤灰复合掺加外加剂主要是应用于水泥混凝土,应用于水泥稳定碎石的具体研究极少。通过温缩试验,对比在1%的减水剂下,不同粉煤灰掺量的水泥稳定碎石的温缩性能,试验结果对于工程实践具有重要的指导意义。     

复掺膨胀剂和减缩剂水泥稳定碎石路用性能研究

为研究复掺膨胀剂和减缩剂水泥稳定碎石的路用性能,通过室内试验分析了复掺膨胀剂和减缩剂对水泥稳定碎石力学性能和干缩性能的影响。结果表明:复掺膨胀剂和减缩剂后,水泥稳定碎石试件的无侧限抗压强度、劈裂强度和劈裂回弹模量等指标均有所提高;随着膨胀剂掺量增加,减缩剂掺量减少,试件强度先增大后减小;掺外加剂抑制了试件劈裂回弹模量的后期增长,膨胀剂掺量增加,减缩剂掺量减少,该抑制作用增强。在实际工程中,复掺外加剂可通过减少膨胀剂掺量、增加减缩剂掺量提高水泥稳定碎石劈裂回弹模量的后期增长;复掺外加剂有助于改善水泥稳定碎石的干缩抗裂性能,且初期的改善效果更好;复掺膨胀剂和减缩剂存在最佳掺量,本试验条件下最佳掺量为复掺6%膨胀剂和2%减缩剂。     

掺砂对水泥稳定碎石干缩性能的影响

采用横向对比分析方法,选用干缩应变、干缩系数作为干缩指标,考察水泥稳定碎石半刚性基层的干缩特性指标与掺砂的相关性。实验结果显示,掺砂增大了水泥稳定碎石半刚性基层的干缩性。同时从砂、石屑与水泥的物理和化学特性出发,结合干缩的定义,进行了干缩理论分析。     

粉煤灰—水泥稳定碎石基层力学特性的试验研究

通过不同配合比混合料试件的室内试验,从抗压强度、压缩模量、劈裂强度、劈裂模量以及干缩系数等方面,系统研究了粉煤灰－水泥稳定碎石基层的力学性能。表明,用一定剂量的粉煤灰替代部分水泥可以有效地改善水泥稳定碎石基层的路用性能。在此基础上,提出了粉煤灰－水泥稳定碎石基层的最佳配合比参考范围。     

预裂型水泥稳定碎石强度与温缩特性机理仿真

针对水泥稳定碎石材料易产生裂缝,从而降低路面使用寿命这一问题,基于粗集料预处治技术提出了一种预裂型水泥稳定碎石材料改良思路;通过对水泥稳定碎石中一定比例的粗集料进行预处治,使其表面裹附一层新的物质,从而形成新的界面,分散了收缩过程中降低开裂对材料整体均一性的影响,继而仿真分析了这种新型材料的强度特征和温度收缩裂缝发展的内部机理;基于离散单元法建立了预裂型水泥稳定碎石仿真模型,并分别开展了虚拟无侧限压缩试验和有限制梁温度收缩开裂试验。研究结果表明:在假设预处治粗集料仅影响粗集料界面强度的前提下,试件的无侧限抗压强度与界面强度比和预处治粗集料替换比这2个关键参数之间呈现出良好的线性相关性,可通过回归公式进行计算与预测;当界面强度比大于40%时,预处治粗集料替换比的增加仅会降低材料的强度而不能避免局部贯穿裂缝的产生;当界面强度比小于40%时,随着预处治粗集料占比的增加,试件在收缩过程中产生的裂缝由局部贯穿宽裂缝转变为均匀分布的微裂缝,从而保证了材料在收缩开裂后的整体均一性;当界面强度衰减至未处治材料的30%以下,且预处治粗集料替换比大于30%时,可有效减少试件内部贯穿裂缝的产生,从而缓解了水泥稳定碎石的温缩开裂。      

高模量PVA纤维混凝土早期收缩及抗拉试验研究

为减少或消除混凝土早期塑性收缩开裂,在常用的控制混凝土裂缝方法的基础上,探讨了添加PVA纤维控制混凝土裂纹的可行性。采用平板法塑性收缩试验和劈裂抗拉试验,对比研究了直径为14μm的,不同掺量的高模量PVA纤维混凝土抗收缩性能。研究结果表明:当PVA纤维体积掺量为0.6%时,可消除早期塑性收缩裂纹,提高混凝土的抗拉强度。     

水泥稳定碎石基层温缩裂缝间距的有限元分析

利用传热理论和有限元方法进行热～结构耦合分析,计算水泥稳定碎石基层结构在降温过程中的温度收缩应力。根据水泥稳定碎石基层温度收缩应力与计算模型长度的关系曲线以及材料的极限抗拉强度,得出温度收缩裂缝的理论间距。通过对水泥稳定碎石基层温度收缩裂缝理论间距影响因素的分析,提出减少温度收缩裂缝的控制措施。     

改性无砂混凝土路用性能评价

无砂混凝土因其强度不如普通密级配混凝土,限制了它的使用,因此如何提高无砂混凝土的强度和疲劳寿命是其应用的关键。将一种新型的胶体作为改性剂掺加到无砂混凝土中,通过强度、干缩及疲劳试验,与普通无砂混凝土以及同水泥用量、同强度等级的两种普通混凝土对比,试验表明该胶体改性剂能较大幅度提高无砂混凝土强度,达到规范混凝土面层强度要求,同时具备良好的抗干缩性能,特别是拥有优异的抗疲劳性能,使无砂混凝土具有了良好的应用前景。     

船闸闸室墙表面修复砂浆物理力学性能试验研究

对丙乳砂浆、硅粉砂浆、高强砂浆、聚丙烯纤维高强砂浆及玄武岩纤维高强砂浆5种船闸闸室墙表面修复材料进行了一系列物理力学性能试验。研究结果表明：丙乳明显降低了砂浆的抗压、抗折尤其是抗压强度,但能有效改善砂浆的早期抗干缩能力及增强砂浆韧性：由于硅粉微粒的填充作用及火山灰反应硅粉砂浆具有优良的力学性能,其28d抗压、抗折和抗拉强度分别为分别为85．9MPa、15．93MPa和5．732MPa,能承受的抗弯荷载也较大,为5.3kN,但其塑性收缩大且韧性不强;聚丙烯纤维和玄武岩纤维高强砂浆具有较高的力学性能,同时纤维的加入能有效改善砂浆的早期抗干缩能力．显著增加砂浆的断裂挠度和韧性从而提高砂浆抵抗变形开裂的能力。     

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。      

沥青路面冷再生基层路用性能试验研究

以立志路改造工程为依托,对以水泥粉煤灰作为添加剂稳定石灰土加沥青表处的冷再生基层进行强度特性、干缩特性、温缩特性、疲劳特性、水稳定性、冰冻稳定性、劈裂强度等路用性能的分析,并结合试验路后期技术指标观测,论证石灰土加沥青表处结构冷再生作为农村低等级公路沥青路面基层的技术可行性和适用性,有很大的现实意义。     

三向土工格栅变形及筋土界面特性试验研究

为探讨三向土工格栅的筋土界面特性,以三向土工格栅为研究对象,考虑0和90两种拉拔方向（分别记为TX_0工况和TX_90工况）的影响,开展了一系列室内拉拔试验。通过对格栅试样沿拉拔方向4个断面的位移进行监测,研究了三向土工格栅的拉拔力-拉拔位移关系、分段变形特性、三向土工格栅的筋土界面剪胀（缩）特性、平均摩阻力-相对位移特征以及拉拔方向对筋土界面强度参数的影响。研究结果表明:填砂压实度对三向土工格栅拉拔力和筋土界面剪胀（缩）特性的影响显著;法向应力越高,筋土界面剪缩性越大,而剪胀性越小,达到最大剪缩（胀）量所需的剪切位移也越大;筋土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程,呈弹塑性-软化特征;法向应力高于20kPa时,TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高。      

骨架密实型水泥稳定碎石组成设计方法研究

通过振实试验确定水泥稳定碎石混合料中粗集料的级配;对不同i值所对应级配的细集料进行强度、CBR、干燥收缩和温度收缩等试验,确定细集料的级配;以强度为指标确定粗、细集料比例,并根据贝雷法参数检验,可确定骨架密实型水泥稳定碎石的集料级配。最后,通过路用性能试验对骨架密实型水泥稳定碎石混合料进行检验的结果表明：骨架密实型水泥稳定碎石混合料的各项路用性能指标均优于规范级配的水泥稳定碎石混合料的性能指标。