石灰提铁铜尾矿稳定碎石基层的性能研究

提铁铜尾矿是铜尾矿经转底炉煅烧提铁后的冶炼渣,为研究其作为矿物掺合料在公路结构中应用的可行性,以石灰提铁铜尾矿作为胶凝材料,选用提铁铜尾矿质量/石灰质量比为2.5,制备5种不同配合比的石灰提铁铜尾矿稳定碎石基层(LTS),测定其7d无侧限抗压强度。试验结果表明:当石灰提铁铜尾矿掺量为10.5%～24%时,其7d无侧限抗压强度随着石灰提铁铜尾矿掺量的增加先增大后降低且均大于1.1 MPa,当石灰提铁铜尾矿掺量为21.5%时其达到最大值2.14MPa。考虑到工程经济性,最终推荐石灰提铁铜尾矿掺量为10.5%。1km的石灰提铁铜尾矿稳定碎石基层比同配比的石灰粉煤灰稳定碎石基层节省造价85 352元。因此,提铁铜尾矿可作为矿物掺合料在公路基层中大规模应用。     

膨胀剂对水泥稳定碎石温缩性能及干缩性能的影响研究

半刚性基层材料为我国最主要的基层类型，具有强度高、造价低廉等众多优点，然而只有保证期结构完整性的条件下，才能发挥其承载及传力作用。为此，选取钙矾石类膨胀剂，拟定5%，10%，15%，20%共4个膨胀剂掺量，采用干缩试验、温缩试验以及抗折强度试验，研究膨胀剂对水泥稳定碎石抗裂性能的影响。结果表明:添加膨胀剂后，水泥稳定碎石的温缩应变及温缩系数显著降低；随着膨胀剂掺量的增大，膨胀剂掺量对水泥稳定碎石温缩性能影响的敏感性降低；随其养生龄期的延长，水泥稳定碎石的干缩应变逐步增大，添加膨胀剂后，干缩应变和干缩系数显著降低。稳定剂掺量与抗折强度回归分析表明，当稳定剂掺量为7.0%时，抗折强度最大，为最佳掺量。     

橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究

为了增加水泥稳定碎石半刚性基层材料的韧性，有效提高其抗裂性能，以减少因基层开裂引起的路面反射裂缝，以粒径为2.36~4.75 mm的橡胶颗粒等体积替换同粒径的集料，制备了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。橡胶颗粒掺量分别为该粒径集料总体积的38%、57%、76%和95%。采用材料试验系统（MTS）开展了7 d无侧限抗压强度试验、四点弯曲强度试验和劈裂强度与模量试验，揭示了无侧限抗压强度、最大劈裂与弯拉应变及劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的变化规律，提出了一种强度满足规范要求、模量可调控的水泥稳定碎石材料制备方法。研究结果表明：橡胶-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度随橡胶颗粒掺量的增加而减小，且两者呈幂函数关系，当掺量在80%以下时可满足规范中的强度要求；最大劈裂应变随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐增大，在保证强度的基础上，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的1.9倍，而弯拉应变则先增大后减小，在保证设计强度的前提下，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的3.79倍；劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的增加而减小，两者呈幂函数关系；橡胶-水泥稳定碎石的韧性较传统水泥稳定碎石显著增强，从而提高了其作为半刚性基层材料的抗裂性能；橡胶颗粒的掺入使水泥稳定碎石在保证强度的前提下，实现了破坏应变显著增大（即断裂能显著增大）、模量可调可设计的功能。     

基于最优混合设计法的掺膨胀剂的水泥稳定碎石配合比设计

水泥稳定碎石基层的路用性能对公路路面的使用寿命有着重要影响,而水泥稳定碎石基层的路用性能则主要取决于其配合比设计.以掺加膨胀剂水泥稳定碎石的基层材料为例,综合考虑水泥稳定碎石的力学性能和抗裂性能,采用311-A最优混合设计法系统研究了水泥掺量、添加剂掺量、集料级配3个因素对水泥稳定碎石基层路用性能的影响.与此同时,构建...     

水泥粉煤灰稳定碎石力学特性研究

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石力学特性,该文研究了养生龄期、粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量的影响规律。结果表明:随着龄期的增长,水泥粉煤灰稳定碎石的力学性能均随之增大;粉煤灰的掺加对水泥稳定碎石早期无侧限抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,随着粉煤灰掺量的增加,无侧限抗压强度和劈裂强度先增大后减小,存在最佳掺量;在进行混合料设计时,可以适当降低7d强度,建议以90d强度作为设计强度;随着粉煤灰掺量的增加,回弹模量呈减小的趋势。随着养生龄期的增长,材料的压折比逐渐降低,弹强比逐渐提高,随着粉煤灰掺量的提高,材料的压折比先减小后增大,弹强比逐渐降低。     

砖混再生集料用于水稳基层试验研究

为解决废弃建筑垃圾堆积造成环境污染和资源浪费的问题，将建筑垃圾破碎成砖混再生集料用于水泥稳定碎石基层，以实现其资源化利用，同时解决天然石料资源日益匮乏的问题。首先研究了砖混再生集料的性质，然后配制了6种不同再生集料掺量的水泥稳定碎石混合料，以抗压强度、劈裂强度、干缩性能和抗冲刷性能为指标，研究其路用性能。试验结果显示：相比天然集料，砖混再生集料具有密度小、压碎值较大、吸水率高的特点；随着再生集料掺量的增加，混合料的抗压强度和劈裂强度先增大再减小；干缩系数和抗冲刷损失质量随着再生集料掺量的增加而增大。当水泥剂量为4%时，不同再生集料掺量的水稳碎石混合料强度范围为3.9 MPa～5.4 MPa,可满足不同交通量的高速公路和一级公路基层强度要求。     

玄武岩纤维对乳化沥青水泥稳定碎石性能的影响研究

在乳化沥青水泥稳定碎石基层材料中添加掺量0.6 ‰，长度为18 mm的玄武岩纤维后，通过室内试验对乳化沥青水泥稳定碎石性能的影响进行研究。结果表明:随着养护龄期的增加，乳化沥青水泥稳定碎石的弯拉强度逐渐增加，干缩应变逐渐降低；相比不掺玄武岩纤维的乳化沥青水泥稳定碎石，掺纤维后，乳化沥青水泥稳定碎石的最大干密度和最佳外掺水量变化不大；乳化沥青水泥稳定碎石的抗疲劳性能提升，且各个龄期的的干缩应变明显降低，弯拉强度明显上升。通过工程应用表明，在乳化沥青水泥稳定碎石中添加玄武岩纤维能很好地降低反射裂缝，提升道路整     

纤维对水泥稳定碎石基材抗弯拉强度影响试验研究

纤维掺入水泥稳定碎石中,研究其对基材抗弯拉强度的影响。结果表明,纤维对水泥稳定碎石基层弯拉强度的增强存在一个最佳掺量值,当掺量低于该值时,其对基材抗弯拉强度的增强作用随着掺量的增加而增加,当掺量高于该值时,则随着掺量的增加而逐渐降低。     

基于综合稳定碎石土底基层沥青路面结构疲劳寿命分析

针对辽宁省部分地区砂石短缺的现状,通过在当地的天然碎石土中掺入碎石,设计了悬浮密实结构和骨架密实结构两种级配,选用水泥稳定和水泥土壤固化剂综合稳定两种稳定类型,并以7 d无侧限抗压强度为评价指标,综合经济性与可行性,优选3组可行方案,进而确定3组方案的最佳水泥剂量。基于辽宁地区公路典型沥青路面结构,结合路面结构的验算方法,利用Bisar软件对相关力学响应量进行计算,并拟合出各结构层疲劳开裂寿命与底基层厚度的关系。经计算分析得出:各结构层的疲劳开裂寿命随着底基层模量、厚度的增大而增大,而且与底基层厚度表现出较好的指数增长关系或线性相关关系;并通过疲劳寿命分析确定综合稳定碎石土可作为二级及二级以下公路中交通底基层和三级及三级以下重交通的基层。     

不同建筑垃圾掺量的水泥稳定级配碎石混合料性能

基于无侧限抗压强度试验、弯拉强度试验、动态压缩模量试验、温缩与干缩试验与三分点加载疲劳试验，研究建筑垃圾再生集料（CWRM）掺量对水泥稳定级配碎石混合料力学性能、变形特性与抗疲劳耐久性能的影响，建立建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料力学性能之间的相关性。研究表明：随着CWRM掺量的增大，建筑垃圾再生集料水泥稳定碎石混合料的力学强度降低、干缩系数与温缩系数增大，同时抗疲劳耐久性能降低。建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料具有良好的抗疲劳耐久性能，建议适宜的CWRM掺量不超过40%，且水泥掺量宜为4%～6%。     

掺钢渣水泥稳定碎石配合比优化设计及路用性能研究

为分析萍钢钢渣代替碎石对水泥稳定碎石基层的影响,参照半刚性基层水泥稳定碎石配合比设计方法,对3种结构类型、9种级配的萍钢钢渣混合料进行5%水泥剂量的7 d抗压强度试验,确定最优级配;进行5种钢渣掺量水泥稳定碎石混合料抗压强度试验、弹性模量试验、干缩试验和温缩试验并与水泥稳定碎石进行对比。结果表明,水泥稳定钢渣的级配以骨架密实细型级配为最优;以60 d强度为优化目标比7 d强度更合理;掺钢渣水泥稳定碎石的强度、弹性模量及干缩性能优于水泥稳定碎石,但其温缩性能降低。     

大掺量激活钢渣微粉-水泥稳定碎石性能及微观特性

为研究大掺量钢渣微粉-水泥稳定碎石的性能，采用自制复合激发剂激活钢渣微粉（ASSP），开展了不同胶凝材料剂量（质量分数4%、5%和6%）大掺量（质量分数100%、90%、70%、50%）ASSP-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度（UCS）与5%胶凝材料剂量不同龄期（7，28，90 d）的UCS和劈裂强度（SS）试验；在此基础上，进行了5%胶凝材料剂量100%和70%ASSP-水泥混合料的抗压与劈裂回弹模量、抗冻性、干缩与温缩以及SEM、XRD微观试验，并与对照组P·S·A32.5水泥稳定碎石混合料性能进行了对比分析。结果表明：随着胶凝材料剂量增加，ASSP-水泥混合料的UCS和SS均越大，且同剂量下，70%和50%ASSP-水泥混合料强度与对照组的相当；通过调整胶凝材料剂量，大掺量ASSP混合料7 d的UCS完全能满足不同公路等级基层、底基层的要求；各ASSP-水泥混合料不同龄期UCS和SS、抗压与劈裂回弹模量的变化规律与对照组一致，均随剂量和龄期的增加而增大，抗冻性均满足要求；随ASSP掺量的增大，混合料干缩系数越小，温缩系数越大，掺入适量ASSP能减少混合料的干缩开裂；不同ASSP掺量混合料的主要水化产物为C-S-H、AFt和CH等，ASSP混合料的早期水化慢，水化产物数量少；28 d后70%ASSP混合料的水化产物C-S-H、AFt特征峰值与对照组相当，SEM结果与此一致；7 d后100%ASSP混合料胶凝浆体形貌和界面过渡区中浆体与骨料间连接不紧密，ASSP-水泥的浆体形貌较好，混合料结构密实，孔隙和裂缝的数量明显减少，较好地解释了混合料的宏观力学性能。可见，将大掺量ASSP-水泥稳定碎石用作路面基层完全是可行的，该研究为此类材料的推广应用提供了参考。     

低剂量水泥稳定级配碎石基层材料收缩性能分析

对不同水泥掺量的骨架型、连续型级配碎石进行室内试验,并与半刚性水泥稳定级配碎石进行对比,分析水泥掺量对级配碎石抗裂性能的影响和低剂量水泥稳定级配碎石的收缩特性。结果表明,各类型级配碎石的收缩系数均随水泥掺量的增大而增大,骨架型级配水泥稳定碎石的抗收缩性能好于连续型级配碎石,不同水泥掺量级配碎石混合料28d龄期时的收缩系数小于7d龄期时,但变化规律相似。     

膨胀剂水泥稳定碎石路用性能研究

为减小水泥稳定碎石基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,采用向水泥稳定碎石材料中掺加适量膨胀剂.通过膨胀剂的微膨胀来减小材料的收缩变形.探讨了膨胀剂掺量及养护龄期对水泥稳定碎石路用性能的影响,并推荐采用90 d的劈裂强度来确定膨胀剂的最佳掺量.室内试验和实体工程均表明,膨胀剂能在水泥稳定碎石基层中产生微膨胀,抵消材料的部分收缩,增加其密实度,因此,掺膨胀剂水泥稳定碎石具有优良的路用性能.     

工业废渣路面基层材料试验研究

以钢渣、碎石为集料,通过实验室试验研究了水泥、水泥粉煤灰、石灰粉煤灰稳定路面基层材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和抗冲刷性能。结果表明,钢渣作为公路基层集料具有较碎石更为良好的性能。钢渣作为集料的基层材料强度高于碎石作为集料的基层材料;用水泥稳定钢渣可获得相对高的无侧限抗压强度,用石灰粉煤灰稳定钢渣获得相对高的劈裂强度。掺加粉煤灰的基层材料在180d龄期问抗压回弹模量保持增长,水泥稳定基层材料90d以后抗压回弹模量无明显增长。石灰粉煤灰稳定钢渣的回弹模量显著高于其他基层材料。水泥稳定钢渣抗冲刷性较水泥稳定碎石好,水泥粉煤灰与石灰粉煤灰稳定类用钢渣代替碎石作为集料对冲刷性能影响不明显。     

聚酯纤维水泥稳定碎石力学性能研究

为了研究聚酯纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响,对聚酯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石的劈裂抗拉强度、无侧限抗压强度和抗压回弹模量进行了大量试验,得到了聚酯纤维最佳掺量。同时,根据试验结果的回归分析,得出了聚酯纤维掺量与水泥稳定碎石各力学性能指标的关系式。试验结果表明:聚酯纤维掺量小于0.7‰时,随着纤维掺量的增加,水泥稳定碎石各种强度有增加的趋势,而其抗压回弹模量逐渐降低。同时,通过Ansys有限元分析,对使用状态的水泥稳定碎石基层在车辆荷载作用下的应力分布进行模拟计算,研究了不同纤维掺量及不同龄期的基层应力分布情况。数值计算结果表明:聚酯纤维水泥稳定碎石基层具有良好的承载能力。     

水泥粉煤灰综合稳定钢渣碎石基层性能研究

利用水泥粉煤灰稳定钢渣碎石复合集料作为新型路面基层材料,以无侧限抗压强度作为评价指标,对比了水泥稳定钢渣碎石基层与水泥稳定普通碎石基层的性能,确定了钢渣细集料代替石屑的可行性.同时还研究了湿排粉煤灰的引入对水泥稳定钢渣碎石基层性能的影响,研究表明湿排粉煤灰存在一最佳掺量值,在最佳掺量点水泥粉煤灰稳定钢渣碎石路面基层材料具有较好的强度,且因引入湿排粉煤灰,成本造价也得以降低,故市场应用前景广阔.     

掺玄武岩纤维水泥稳定再生碎石基层性能研究

针对不同的建筑垃圾掺量,通过抗压强度试验、抗弯拉强度试验、干缩性能试验、抗冲刷性能试验、抗冻性试验、抗疲劳性能试验,研究掺加玄武岩纤维对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响.试验结果表明:掺加纤维后,水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度增大,干缩系数降低,28 d冲刷质量损失率降低,冻稳系数增大、90 d疲劳寿命提高;随着建筑垃圾掺量的增大,水泥稳定建筑垃圾的路用性能逐渐降低.建筑垃圾掺量为100％时,掺纤维水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度分别比不掺纤维的水泥稳定建筑垃圾增大了10.1％、17.1％,28 d干缩系数降低了19.4％,冲刷损失率降低了14.6％,冻稳系数增大了2.4％,疲劳寿命增大了26.7％(应力比为0.6)、12.6％(应力比为0.7).建筑垃圾掺量小于等于75％、纤维掺量为0.06％时,水泥稳定建筑垃圾可应用于重交通荷载等级下高速公路基层中.     

水泥稳定碎石基层含水量对回弹模量影响的试验研究

路面半刚性基层的无侧限抗压强度与基层含水量的变化有关。采用现场承载板法测试了不同含水量基层的回弹模量,得出不同水泥掺量的水泥稳定碎石的含水量与回弹模量的关系。研究结果表明:水泥稳定碎石的回弹模量随着含水量的增大而减小。在低含水量和高含水量情况下,回弹模量变化趋势都较为平缓,当水泥稳定碎石的含水量状态处于第一界限含水量与第二界限含水量之间时,基层回弹模量对含水量的变化较为敏感。通过对比分析得出无侧限抗压强度高的水泥稳定碎石基层对含水量的变化最为敏感,从另一方面说明水泥掺量越大,基层回弹模量对含水量越敏感。基于试验结果,建议基层含水量应控制在4.5%最优含水量附近,可保证基层无侧限抗压强度不至于降低过大。     

SBR乳胶水泥稳定碎石抗裂性能研究

水泥稳定碎石基层的裂缝影响路面结构的稳定性,导致路面早期破坏。SBR乳胶具有良好的工程特性,本文以极限弯拉应变作为评价抗裂性能指标,采用掺加SBR乳胶的方式改善水泥稳定碎石基层的抗裂性能,测量28天龄期时,不同SBR乳胶掺量水泥稳定碎石基层的抗弯拉强度、抗弯拉模量以及极限弯拉应变。研究表明:SBR乳胶的掺加能明显改善水泥混凝土的抗裂性能,且随着SBR乳胶掺量的增加其抗裂性能不断的改善。