振动法设计水泥稳定碎石在申嘉湖高速公路的应用

为提高半刚性基层路用性能,采用振动法设计水泥稳定碎石混合料,并应用于浙江省申嘉湖高速公路半刚性基层的铺筑。设计及检测结果表明,振动法确定的水泥稳定碎石最大干密度大,振动成型试件抗压强度远大于静压成型试件抗压强度。试验段检测结果表明:振动法设计的水泥稳定碎石无侧限抗压强度与现场芯样的无侧限抗压强度基本吻合。采用优化的骨架密实型级配,并采用振动法设计的混合料在拌和、运输、摊铺及碾压中未发现明显离析,使用现有的施工设备,以振动法确定的最大干密度作为标准密度,基层压实度标准可定位98%。严格采用振动法设计结果施工的基层路用性能显著提高。     

振动法设计的水泥碎石在青银高速公路上的应用

在详细分析目前水泥碎石混合料设计方法、评价指标的缺点的基础上,为提高半刚性基层路用性能,采用振动法设计水泥碎石混合料,并应用于青(岛)-银(川)高速公路半刚性基层的铺筑。设计及检测结果表明,振动法确定的水泥碎石最大干密度较大,振动成型试件抗压强度远大于静压成型试件抗压强度。实体工程检测结果表明:振动法设计的水泥稳定碎石无侧限抗压强度与现场芯样的无侧限抗压强度基本吻合。采用优化的骨架密实型级配,并采用振动法设计的混合料在拌和、运输、摊铺及碾压中未发现明显离析,使用现有的施工设备,以振动法确定的最大干密度作为标准密度,基层压实度标准可定位于98%。严格采用振动法设计结果施工的基层抗裂能力显著提高。     

水泥稳定废弃混凝土再生集料性能研究

为提高废弃混凝土再生材料的使用量，以100%废弃混凝土再生集料作为路面基层集料，进行了原材料试验、配合比设计、不同水泥掺量稳定再生集料的击实试验和无侧限抗压强度试验。结果表明：再生集料规格良好，最佳含水率在5.5%～7.5%之间；在水泥掺量为3%和4%时，再生集料的无侧限抗压强度不低于天然集料的强度，可以满足高等级公路和重载交通路面基层的建设要求；建立了针对再生集料的静压成型和振动成型的无侧限抗压强度之间的对应关系，为工程建设提供依据。     

水泥稳定土基层施工过程质量监控分析

采用7d无侧限抗压强度为设计指标进行水泥稳定土配合比设计,施工过程中现场取水泥稳定土混合料样品,检测其7d无侧限抗压强度;采用灌砂法对基层压实度进行检测,并采用手持落锤式弯沉仪对龄期3d的路面结构进行弯沉及回弹模量检测。结果表明,水泥稳定土无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大,其中37d龄期增长速率最快,增幅64%,7d后增长缓慢;通过提高混合料压实度能提高水泥稳定土结构层的承载能力;水泥稳定土的养生龄期与无侧限抗压强度存在良好的对数关系,弯沉与回弹模量存在良好的指数关系。     

就地冷再生路面结构分析

总结分析了国内外冷再生路面结构设计方法,对路表弯沉及冷再生层底拉应力关键设计参数进行分析。分析得出:设计时,严格控制不同层位当量回弹模量取值、材料模量比等指标。在再生层厚度方面,沥青面层厚度一定时,原路强度越大,弯沉和层底拉应力受再生层厚度影响越小。当强度相同时,再生层厚度每增加5cm,层底拉应力减少0.01～0.05MPa。强度越大,层底拉应力减少越不明显。当旧路强度和面层厚度不变时,再生层厚度越大,弯沉和层底拉应力越小,弯沉降低5～10(0.01mm),层底拉应力降低0.17～0.2MPa。旧路强度和再生层厚度一定时,层底拉应力在0.02～0.07MPa较小范围内变化。     

交通荷载作用下路面结构动态响应分析

为研究路面结构在交通荷载作用下的动态响应,应用ABAQUS软件建立路面的三维有限元模型。探讨了3种路面结构在交通荷载作用下的动压应力和拉应力、水平剪应力和竖向位移等指标。研究结果表明：（1）3种路面结构的最大压应力随着深度的增加逐渐减小,且都在深度0.30m附近出现显著变化;随着所受轴载的增加,结构层面层承受的压应力也随之增大,并向深处扩散;当车载为150kN时,面层所受的压应力为0.15~0.25MPa,而车载为450kN时,基层内的压应力以达到0.15~0.25MPa;在正常行驶情况下,行驶速度为100km/h时,荷载经过时,最大压应力显著变化范围位于0~0.3m深度处;（2）3种路面结构所受的剪应力相对于压应力和拉应力来说较大,这说明汽车在行驶过程中对路面结构的剪切破坏更为明显;（3）前两种路面结构型式中的拉应力整体上呈现先增后减的变化,且都在路面面层出现较大的拉应力,第3种路面结构型式的拉应力基本上呈递增型式,但在0.3m深度以下增长缓慢,路面底基层仍然承受一定的拉应力;（4）通过将试验数据和模拟数值进行对比分析,模拟数据基本与试验实测数据一致,说明建模时所选取的参数能够较好的模拟移动行车荷载对路面的影响;将路面结构所用材料的抗折强度与无侧限抗压强度同模型的模拟值进行对比,得知不同中方案中路面的材料强度储备充分,能满足行车荷载所产生的压应力和拉应力,路面结构设计满足要求。     

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。     

基于振动搅拌的水泥稳定碎石的路用性能

为了验证振动搅拌机生产的水泥稳定碎石的性能,结合工程实践测定了水泥稳定碎石室外钻芯取样的无侧限抗压强度、室内静压试件的无侧限抗压强度、劈裂强度和干缩系数。试验结果表明:相比于普通搅拌机,振动搅拌机生产的水泥稳定碎石的室外无侧限抗压强度可提高27.1%~29.1%,室内无侧限抗压强度可提高37.7%~72.6%,劈裂强度可提高17.4%~40%,总干缩量降低了16.8%。     

水泥稳定基层双层联铺时间影响分析

采用振动成型水泥稳定基层无侧限抗压强度试件,分别延迟0~168h后,进行二次振动,通过室内试验分析延迟试件对7d无侧限抗压强度及层间黏结强度的影响。在现场铺筑不同延迟时间双层联铺试验段,取芯观察芯样完整性,并结合室内试验进行综合分析,确定双层联铺时间控制节点。     

水泥稳定碎石基层施工方案合理性研究

沥青路面水泥稳定碎石基层施工质量是影响路面使用寿命的重要因素。运用 kenpave 软件,以7、14 d龄期材料性能为输入参数,对养生龄期不同时实际施工车辆荷载引起的水泥稳定碎石层层底拉应力进行了计算。同时,采用单一变量的方法系统分析了路面结构层厚度、材料抗压回弹模量、荷载及施工方案对层底最大拉应力的影响。然后通过水泥稳定碎石基层层底拉应力与材料的弯拉强度的对比,研究了不同水泥稳定碎石基层施工方案合理性。     

振动法水泥稳定破碎砾石基层及工程应用研究

采用振动试验方法（VTM）设计水泥稳定破碎砾石（CSG）并进行工程应用。结果表明:破碎砾石的压碎值为10.7%，满足路面基层的使用要求；当水泥剂量为3.5%时，振动法CSG的无侧限抗压强度代表值达到6.9 MPa；比起传统的设计方法，VTM可降低水泥剂量并提高力学强度；工程实践表明，振动法CSG基层的使用效果良好。     

钢渣粉固化泥岩碎石底基层研究

通过无侧限抗压强度的测定,研究了钢渣粉固化泥岩碎石用于高等级公路路面底基层材料的可行性.试验结果表明,水泥稳定泥岩碎石无法达到高等级公路路面底基层强度的规范要求,而采用一定配比水泥-钢渣粉(二组分胶凝材料体系)或水泥-粉煤灰-钢渣粉(三组分胶凝材料体系)固化泥岩碎石,其7 d无侧限抗压强度可达到2 MPa以上,使得钢渣粉固化泥岩碎石可用作高等级公路路面底基层材料.其增强机理主要在于钢渣粉中的游离氧化钙和游离氧化镁能加快和泥岩中SiO_2和Al_2O_3发生火山灰反应的速度,改变泥岩组分的特性,从而提高固化泥岩碎石的强度.     

沥青路面在不同层间状态下的受力特征及施工质量优化

针对我国目前在沥青路面设计中论假设沥青路面各结构层之间为完全连续、各向同性的弹性结构与路面的实际情况不符的问题,建立了剪切弹簧模型,并通过定义滑移系数来分析研究不同层间接触状态下对路面力学的影响。研究发现:在层间结合状态由完全结合向完全自由变化过程中,层内拉应力不断变大;当结合状态为完全自由时,下面层层底拉应力最大为0.2921MPa;层内剪应力也不断增大,最大达到226.1k Pa;路面弯沉也不断变大,当层间接触为完全自由达到最大56.32。随着基层模量的增大,相应的层底拉应力不断减小,并从基层模量为1800MPa开始趋于缓和;沥青层内剪应力不断变大,层间结合状态为完全自由时最大达到0.2347MPa;竖向压应力也随之不断变大,层间接触状态为完全连续切基层模量为2200MPa时最大,为0.6712MPa。沥青路面施工时,应严格按照规范对沥青路面的粘结层进行施工,提高沥青路面的层间抗剪强度。     

水泥稳定碎石抗压强度与劈裂强度特性分析

通过室内试验,测试水泥稳定碎石混合料7d、28d、90d龄期下的无侧限抗压强度和劈裂强度,分析2.5%和4.5%水泥剂量下的水泥稳定碎石强度随龄期增长的规律,并研究抗压强度和劈裂强度之间的相关关系,探讨了采用劈裂强度作为设计和施工控制指标的可行性。     

掺固化剂粉煤灰粉砂土路用性能研究

针对黄泛平原区粉土地质情况,分别就无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验和回弹模量试验研究了固化剂粉煤灰对粉砂土性能的影响。结果表明,固化剂粉煤灰稳定土7d的无侧限抗压强度达到了1.35 MPa,大于高等级公路底基层规范值0.6 MPa,劈裂强度以及回弹模量值均高于二灰稳定土,有着良好的成长性能;现场工程应用实例表明,道路性能各项指标评价良好。     

轴限对路面厚度设计的影响

根据不同的路面结构--刚性路面、半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面,分别采用临界荷位的板底拉应力、半刚性基层底部拉应力和土基顶面压应变作为控制指标,分析不同轴限对道路路面设计厚度的影响,得出了路面增加厚度与轴限的关系曲线.并计算了不同轴限下所需增加的道路建设费用,为轴限方案的比较提供了依据.     

化学固结渣土层的应力和位移分析

浦东机场围区堆填了大量来自市内建设区域的盾构渣土,由于土质原因无法直接用作市政道路的路基,化学固结是基于施工特性和经济效益的最优选择。先简单阐述了固结剂的选择,用于路面结构层位和稳定渣土材料的设计过程,提出各层次的掺量、压实度和7 d无侧限抗压强度需求,以设计目标压实度和无侧限抗压强度的最低要求为依据,通过对浦东机场软土固结处理方法进行先期模拟,采用有限元分析方法,基于固结层地基在路堤荷载作用下的应力、应变特点,确定了不同影响因素作用下固结层的地表沉降变化曲线以及附加应力分布曲线。研究表明,硬壳层的扩散应力以及封闭效应的存在使得其更好地保护下部软土,从而体现出更好的工程特性。     

加铺沥青层路面纵缝在不同动荷载作用下的变化研究

采用有限元法对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层路面结构进行数值建模,并分别计算研究原水泥混凝土面层作为基层时,层底裂缝在振动压路机荷载及标准车辆荷载作用下的裂缝尖端应力强度因子。通过计算对比发现,虽然振动压路机工作时有较大的激振力和振动频率,但其并不会增加路面裂缝扩展的概率;压路机振动荷载加载初期,由于存在较为明显的振动效应,会使路面层底纵向裂缝尖端出现较大的应力强度因子,因此需要避免在纵向裂缝上启动压路机。     

水泥稳定碎石基层合理强度的探讨

针对当前我国高速公路水泥稳定碎石基层严重开裂的情况,文章依据水泥稳定碎石基层材料90d龄期的劈裂强度σsp限值以及劈裂强度与无侧限抗压强度的相关关系,推知水泥稳定碎石7d龄期的无侧限抗压强度限值。经水泥稳定碎石劈裂强度限值合理性检验以及施工、设计检验,推荐了水泥稳定碎石上、下基层合理强度取值范围,对防止水泥稳定碎石基层收缩开裂具有重要意义。     

道路基层地聚物砂浆结石体的强度

为更好将地聚物砂浆材料应用于道路基层注浆加固工程中,制备多个配比的高炉矿渣基地聚物砂浆,研究地聚物砂浆在不同注浆扩散半径下形成结石体的强度变化规律,进一步分析砂浆与注浆结石体7d无侧限抗压强度的相关关系。结果表明:当浆液扩散半径由10cm增大到60cm时,注浆结石体芯样的7d抗压强度由13.42MPa降低至8.16MPa;地聚物砂浆7d无侧限抗压强度由21.4MPa增长至33.6MPa时,注浆后结石体的强度相应由5.8 MPa提高至11.6 MPa,两者相关性较高,在实际工程中可基于地聚物砂浆强度对道路基层注浆加固效果进行预估。