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。     

基于振动成型的沥青稳定碎石基层路用性能研究

为研究振动成型对沥青稳定碎石基层(ATB)路用性能的影响,首先采用主骨料空隙填充法(CAVF法)对ATB的级配进行设计,比较干涉系数和松装间隙率对ATB性能的影响,优选ATB级配并确定最佳沥青用量;然后采用低温小梁弯曲试验、单轴压缩试验、贯入式重复加载试验、水稳定性试验评价振动成型ATB的低温性能、强度、高温性能和抗水损害性能,并与相同级配和沥青用量击实成型ATB的性能进行对比。最后研究级配最大粒径的变化对振动成型ATB性能的影响。研究结果表明：CAVF法设计的ATB结构密实,具备良好的性能;采用振动成型的ATB具有良好的路用性能,且总体性能要优于采用击实成型的ATB;设计ATB级配时,为保证良好的路用性能,最大粒径不宜超过31.5 mm。     

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。     

基于室内不同成型方式的水稳碎石冷再生基层特性研究

采用重型击实成型和振动压实成型两种方式，分析水泥稳定碎石基层铣刨料的物理特性和路用性能，并与现场施工效果进行对比。研究表明:振动压实成型方式下再生混合料路用性能有较大幅度的提高，7天无侧限抗压强度显著高于重型击实成型方式，二者强度比随着水泥用量的增加而提高。结合取芯芯样试件内部集料排布和空隙率状况，振动压实成型方式与实际工况更为契合，表明该成型方式能更有效地模拟现场施工工艺。     

基于振动成型的水泥稳定碎石抗压强度影响因素分析

为研究振动法成型水泥稳定碎石试件取代静压法的可行性,通过无侧限抗压强度试验测试了振动法成型试件的力学性能,分析讨论了相关影响因素,并通过与静压法及实际工程钻芯取样进行对比,分析了水泥稳定碎石振动成型的优势。结果发现,在提高水泥剂量的基础上,较长的振动时间能够提升水泥稳定碎石的抗压强度;同样的养生时间下,较长振动时间下形成的水泥稳定碎石的抗压强度较大;静压成型试件的抗压强度显著低于实际工程,而振动法成型试件的强度与实际工程较为接近。     

贫混凝土透水基层材料配合比设计方法研究

主要开展了贫混凝土透水基层配合比设计方法的研究。试验中试件采用圆柱状试件,试件采用上置式振动成型,通过试验提出采用体积法设计配合比;借鉴沥青膜的计算方法给出了水泥用量相应计算公式。通过试验得出合理的水灰比可控制范围在0.39~0.41之间。最后给出了配合比设计流程图。     

振动成型水性环氧乳化沥青混合料材料设计与路用性能试验研究

关于水性环氧乳化沥青混合料的研究尚处于起步阶段,相应的试验方法和设计指标都很不成熟。本文提出采用表面振动成型仪设计水性环氧乳化沥青混合料的新思路,通过试验研究优化了材料配方,而且对比研究了不同成型方式下材料的路用性能,试验结果表明:采用振动成型的试件力学指标和水稳定性均优于马歇尔击实成型的。     

水泥稳定碎石混合料静压法与振动法成型工艺的比较研究

水泥稳定碎石混合料的结构和性能与成型方法密切相关。通过分析击实方式对混合料级配和结构的影响,对同一级配水泥稳定碎石混合料分别按振动法和静压法进行了试验,对比分析了两种方法成型试件的物理性能和结构特点。结果表明,振动法成型的混合料物理性能和结构性能明显优于静压法成型的混合料。以工程实例对试验研究进行了验证,振动法更适合水泥稳定碎石混合料的组成设计,以该方法确定的最佳含水量、最大干密度来控制现场施工质量更为合理。     

垂直振动成型水泥稳定破碎砾石的疲劳特性研究

为深入研究水泥稳定破碎砾石的疲劳特性,对比了垂直振动法和静压法成型水泥稳定破碎砾石试件与路面现场芯样力学强度的相关性,采用更能模拟工程实际力学性能的垂直振动法成型水泥稳定破碎砾石圆柱体试件,研究其劈裂疲劳特性。结果表明:振动法成型水泥稳定破碎砾石试件与现场芯样力学强度相关性较高;建立的水泥稳定破碎砾石疲劳方程可准确预测水泥稳定破碎砾石疲劳寿命;与悬浮密实型级配相比,骨架密实型水泥稳定破碎砾石的疲劳性能更优;水泥剂量越高,水泥稳定破碎砾石疲劳性能越好。     

振动搅拌技术在水泥稳定碎石基层中的应用

为研究振动搅拌技术对水泥稳定碎石性能的影响,本文以某公路水泥稳定碎石基层施工为背景,通过检测水泥稳定碎石原材料性能并进行室内强度试验,来研究水泥稳定碎石在实际工程中的施工工序及施工应用效果。研究结果表明:随着水泥稳定碎石水灰比及养护龄期的增加,其无侧限抗压强度及劈裂强度均增加,且在同等水灰比及养护龄期下,振动搅拌成型试件强度均大于普通成型试件;振动搅拌成型试件抗压强度BDR(耐冻系数)优于普通搅拌成型试件;水泥稳定碎石基层施工完成后,检测得出压实度及平整度均满足规范要求,这表明振动搅拌在水泥稳定碎石中具有较好的应用效果。     

成型方式对水泥再生混合料性能影响分析

采用了静压和振动两种不同成型方法,分别对水泥稳定冷再生混合料配合比进行设计,通过一系列室内试验,对两种方法成型试件的物理、力学性能进行了对比分析.结果表明:振动成型方法可以明显提高水泥稳定冷再生混合料的抗压强度,从而提高路面结构的承载能力和稳定性.     

成型方法对半刚性基层材料配合比设计的影响

研究振动和击实(静压)成型方法对水泥稳定碎石基层材料配合比设计的影响,并分析差别产生的原因.试验中应用振动成型仪对水泥稳定碎石进行振动成型,养生后测定物理力学指标,并与击实(静压)成型试件的性能进行比较.试验结果表明振动成型水稳碎石的最佳含水量和最大干密度与击实成型具有线性关系,振动成型下的最大干密度与击实成型相比平均提高0.04 g/cm3,增加的幅度在1.8％左右;静压成型试件高度的控制精度低于振动成型,且离散性较大;振动成型总体强度比静压成型提高70％,其中60％的强度增加量源在于骨架的嵌挤作用.根据试验结果可知,级配结构性效应的无法发挥和试样高度控制不精确使抗压强度代表值偏高是导致静压法配合比设计水泥剂量偏高的主要因素.     

水泥稳定碎石强度影响因素的试验研究

通过室内试验研究各因素对水泥稳定碎石强度影响规律。结果表明:振动法试验结果更具有代表性,振动法成型试件强度平均为芯样强度的1.19倍,而静压法成型试件为0.55倍;水泥剂量对初始强度影响效果不明显,水泥剂量小于5%时对水泥稳定碎石极限强度影响显著,水泥剂量超过5%时,水泥剂量增加1%时极限强度提高不超过10%;成型方法对试件结构尤其是矿料级配及矿料排列影响很大,振动法成型试件28 d后强度接近于静压法的2.54倍;骨架密实型水泥稳定碎石比悬浮密实型初始强度约大19%、后期强度约大10%;试件密度提高1%,水泥稳定碎石强度至少提高11%;龄期28 d前水泥稳定碎石强度增长较为显著,达到28 d时水泥稳定碎石强度可达极限强度的75%以上。     

振动成型级配碎石力学性能研究

从室内试验和现场检测两方面,就振动成型级配碎石基层的强度和模量进行研究,并对试验路进行了跟踪观测.研究发现,振动成型级配碎石的CBR值较重型击实有大幅提高,回弹模量高于相同应力状态下重型击实试件.采用振动成型级配碎石铺筑的基层现场CBR试验结果与同等压实度条件下室内CBR值吻合较好.这充分说明了振动成型级配碎石基层优良的力学性能和路用品质.     

骨架密实水泥稳定碎石振动试验方法

不同组成和结构类型材料振动压实效果最佳需要的工作参数配置条件不同。本文通过振动压实试验,确定水泥稳定碎石压实效果最佳时的VTM配置条件为工作频率30Hz、名义振幅1.3mm、偏心块夹角60°和配重块分配S4X6。对骨架密实水泥稳定碎石进行不同击实法和不同成型法的性能对比试验。试验结果表明,静压法成型试件级配衰退幅度明显大于振动压实法,振动压实法确定的最大干密度平均比重型击实法的约大0.06g·cm-3,振动法成型试件的7天无侧限抗压强度约为重型击实法的1.5~2倍,并且随着水泥剂量的减少,不同成型方法的强度差异越大。     

分离式振动搅拌对水泥稳定碎石性能的影响

为了解决传统强制式搅拌工艺导致的水泥稳定碎石中水泥水化不充分的问题,改善水泥稳定碎石的力学性能和路用性能,采用传统搅拌和振动搅拌2种搅拌方式,对比不同级配、养生龄期、水泥含量下的力学性能和路用性能,研究了搅拌方式对水泥稳定碎石性能的影响。试验结果表明,与传统搅拌方式相比,振动搅拌对水泥稳定碎石性能提升效果明显。振动搅拌方式可以最大程度上发挥水泥的作用,提升水泥稳定碎石的力学性能和路用性能。     

旧沥青路面冷再生水稳基层力学性能试验研究

将冷再生旧沥青路面面层应用于水泥稳定碎石基层,并通过旋转压实方法和传统重型击实方法进行对比分析,开展不同水泥用量和压实度下的冷再生水稳基层材料的力学性能试验研究。试验结果表明:在相同含水率条件下,与传统重型击实方法相比,旋转压实法成型的试件强度更高;随着旋转次数的增加,水稳试件的压实度逐渐升高,曲线变化速率由快变慢,当旋转次数大于100次时,其对水稳试件的压实度的影响很小;通过旋转压实成型方法可以成型指定压实度的冷再生水泥稳定碎石试件,当压实度达到98.9%后,其相同水泥用量的试件强度大小基本不变。     

成型方法对沥青混合料体积参数及路用性能影响

对不同成型方法对沥青混合料的性能影响进行了试验研究,通过室内试验对沥青混合料的体积参数及路用性能机械了分析。研究结果表明,通过旋转压实获得的沥青混合料空隙率、间隙率大于马歇尔击实成型试件,通过旋转压实成型试件的沥青饱和度小于马歇尔击实成型试件。与马歇尔击实成型试件相比,旋转压实成型沥青混合料试件的动稳定度、抗弯拉强度及水稳定性均有大幅度的提高。     

基于振动法的水泥稳定破碎砾石级配分形评价及力学性能

为了提高水泥稳定破碎砾石的性能,通过振动法与传统试验方法的对比研究,水泥稳定破碎砾石振动击实的最大干密度为重型击实的1.02倍,振动击实后的最佳含水量为重型击实后的0.79倍,振动成型试件的抗压强度与劈裂强度均优于静压成型。采用分形评价方法对振动法水泥稳定破碎砾石的级配进行分析,得出各级配类型的分形维数值域范围,分形维数值越大,级配越细,分形维数值越小,级配越粗。根据不同级配的振动法水泥稳定破碎砾石抗压强度和劈裂强度试验结果,得出合理级配的分形维数值域范围为[2.374 0,2.491 4]。     

基于不同搅拌方式下的水泥稳定碎石力学性能及细观结构研究

搅拌工艺对水泥稳定碎石的力学性能有较大影响。为了分析振动和非振动搅拌技术对水泥混凝土的力学性能和细观结构的影响,文章采用不同的搅拌工艺制备试样进行研究。采用CT试验分析了水泥砂浆在粗集料表面的分布情况;通过开展不同应力状态下的强度、模量和疲劳试验来揭示搅拌技术的影响;分别建立了强度随加载速率和模量随应力水平的变化规律,采用与加载速率相关的应力比修正的S-N疲劳方程来表征其疲劳性能。研究结果表明,振动搅拌技术制备的水泥稳定碎石试件的砂浆在骨料中分布更加均匀,密实型更高;在相同的试验条件下,振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件的强度、模量和疲劳寿命均高于非振动搅拌成型的试件;振动搅拌制备的试件的强度和模量随加载速率的增长速率更高;与非振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件相比,振动搅拌制备试件的疲劳寿命应力敏感性更加稳定。