聚丙烯纤维水泥土抗压强度及干湿循环耐久性能试验研究

为增强水泥土受力性能,充分利用纤维的加筋作用,基于试验探究了水泥土掺量、聚丙烯纤维掺量及长度对水泥土无侧限抗压强度的影响规律,聚丙烯纤维掺量对水泥土干湿循环耐久性能的影响。结果表明:试验中聚丙烯纤维掺量0～0.3%、纤维长度3～12mm范围内,随着聚丙烯纤维掺量及长度的增加,水泥土掺量的提高,水泥土无侧限抗压强度增大;随着聚丙烯纤维掺量的增加,干湿循环作用后水泥土质量损失、强度损失均下降,水泥土抵抗干湿循环性能增强。     

纤维二灰碎石基层的试验及应用

本文在二灰稳定碎石基层中掺入聚丙烯纤维以提高其强度与抗裂性能,对纤维二灰稳定碎石进行了配合比设计并对其路用性能进行了室内试验。室内试验表明:各龄期下,对于二灰稳定石灰岩碎石的无侧限抗压强度,其在掺入适量聚丙烯纤维后并未发生显著提高,且当纤维掺入量超过0. 15%后,无侧限抗压强度会出现降低;聚丙烯纤维的加入并不能改善石灰稳定碎石的早期劈裂强度,但随着纤维掺量的增加,后期劈裂强度逐渐增大;综合抗冻性试验与收缩性能试验可知,聚丙烯纤维的加入明显提高了纤维二灰稳定碎石的抗裂性能,且随着龄期的提升,纤维二灰稳定碎石的抗裂性能有明显的提高;综合室内强度试验、抗裂试验和稳定性试验,建议聚丙烯纤维的最佳掺量为0. 1%～0. 15%。工程应用实例表明:采用聚丙烯纤维二灰稳定碎石作为路面基层后,路面的路用性能优异,抗裂性能的优势尤为显著。     

聚丙烯纤维增强的电石渣稳定土试验研究

为有效解决电石渣的堆放处置问题,实现电石渣材料资源化利用,尝试将电石渣用于制备道路基层、底基层稳定土材料。针对电石渣稳定土脆性强、强度较低等问题,将分散的聚丙烯纤维掺入到电石渣稳定土中进行试验研究,分析了聚丙烯纤维含量对电石渣稳定土无侧限抗压强度、劈裂强度及水稳性的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维含量在0~0.15%范围内,随着纤维含量的增加,电石渣稳定土的无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳性均得到提升,确定了最佳纤维含量为0.12%,纤维的掺入对于延缓电石渣稳定土试件的受荷开裂效果明显。     

聚酯纤维和聚丙烯纤维水泥稳定碎石力学性能研究

通过大量室内试验,研究了聚酯纤维及聚丙烯纤维对水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量等力学性能的影响。结果表明:聚酯纤维和聚丙烯纤维都可以大幅度地提高水泥稳定碎石的无侧限抗压强度和劈裂强度,降低抗压回弹模量;给出了纤维最佳质量掺量,聚酯纤维约为0.07%,聚丙烯纤维约为0.05%;相同龄期、相同纤维掺量的情况下,聚酯纤维水泥稳定碎石比聚丙烯纤维水泥稳定碎石的强度高、回弹模量低。同时,根据试验结果分析,得出了聚酯纤维、聚丙烯纤维掺量与水泥稳定碎石各力学性能指标的回归关系式。     

多尺度纤维加筋水泥土抗压性能试验研究

为研究玄武岩纤维和粗、细聚丙烯纤维加筋水泥土抗压性能,本研究通过无侧限抗压强度试验,对浸水条件下不同土质、水泥掺量、纤维种类、纤维掺量、纤维长度以及纤维组合方式试件抗压性能进行了研究。结果表明:水泥能够一定程度提高土体无侧限抗压强度,但水泥土试样应力应变曲线峰后下降较快,呈脆性破坏特征;掺入纤维能继续提高水泥土无侧限抗压强度,有效改善水泥土脆性破坏模式并提高水泥土抗开裂性能;玄武岩纤维分散性不良,而粗、细聚丙烯纤维分散性较好,适用于纤维加筋水泥土;纤维掺量和纤维长度对纤维加筋水泥土抗压性能有较大影响,随着纤维掺量的增加,无侧限抗压强度总体呈现先增大后减小规律;对于不同土质和不同纤维种类,纤维长度对纤维加筋水泥土无侧限抗压强度的影响不一。细聚丙烯纤维理想长度和掺量为12 mm和0.8%,粗聚丙烯纤维理想长度和掺量为38 mm和0.8%。相较于单种纤维加筋,粗细聚丙烯纤维混掺加筋对水泥土抗压强度的增强与脆性破坏模式的改善效果更好,粗细混掺聚丙烯纤维加筋水泥土理想组合为38 mm长粗聚丙烯纤维(掺量为0.3%)+12 mm长细聚丙烯纤维(掺量为0.3%)。     

聚酯纤维对水泥冷再生稳定碎石强度影响的试验研究

为了揭示聚酯纤维水泥冷再生稳定碎石的强度特征,通过室内试验研究了纤维含量、纤维长度和废旧路面材料掺量对水泥冷再生稳定碎石无侧限抗压强度和劈裂强度的影响规律.结果表明:聚酯纤维的掺入能够显著提高无侧限抗压强度和劈裂强度,且当聚酯纤维含量为0.7‰时,无侧限抗压强度和劈裂强度均达到最大值,分别为素水泥冷再生稳定碎石的1.18倍和1.30倍;无侧限抗压强度和劈裂强度随着废旧路面材料掺量的增加而降低,且当废旧路面材料掺量超过30％后,无侧限抗压强度迅速衰减,但掺入不低于0.5‰的聚酯纤维可有效缓解这种不利情况的发生;无侧限抗压强度和劈裂强度随纤维长度的增加而增加.以力学性能最优为原则,综合考虑经济性,建议纤维用量为0.7‰、纤维长度为7 cm、废旧路面材料掺量为30％.     

纤维加筋固化黄土的抗拉强度及加筋机理

通过无侧限劈裂抗拉强度试验及微观形貌试验,探究了水泥、固化剂,以及多种纤维复合固化黄土的抗拉强度特性及其加筋机理。结果表明,水泥固化土劈裂抗拉强度高于水泥石灰固化土和长大固化土;水泥固化土的劈裂抗拉强度随水泥掺量的增加而增大,不同水泥掺量的水泥固化土的劈裂抗拉强度在纤维掺量为0.45%时强度较高;12mm改性聚丙烯纤维加筋固化土劈裂抗拉强度较高,混杂纤维的不能显著提高固化土的无侧限劈裂抗拉强度。     

水泥稳定砖与混凝土再生集料基层的性能研究

为了研究水泥稳定砖与混凝土建筑垃圾再生集料基层性能,采用扫描电子显微镜和工业CT分别对砖渣、旧混凝土和新集料的表面与内部结构进行扫描,开展了再生集料与新集料的基本特性试验,并进行了对比分析;针对不同掺量再生集料,开展了4种水泥剂量稳定基层混合料的7d无侧限抗压强度试验以及质量分数为4%的水泥稳定基层混合料的不同龄期无侧限抗压强度、不同龄期劈裂强度、90d抗压和劈裂回弹模量、抗冲刷、抗冻融、干缩与温缩等一系列系统室内试验,对比分析了试验结果;铺筑了试验路并进行了跟踪监测。试验结果表明:与天然集料相比,再生集料表面微孔隙多且内部含孔隙或微裂隙,其密度小、吸水率大、压碎值大;随再生集料掺量的增加,混合料的最大干密度和最佳含水率分别呈近似线性减小和增大;随再生集料掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压模量与劈裂模量均呈先增后减的变化规律,抗冲刷能力下降,抗冻融性能变化不大,干缩系数减小,温缩系数变大;7d无侧限抗压强度和90d劈裂强度均满足规范的要求;试验路性能良好,证明砖与混凝土再生集料用作半刚性基层材料是可行的。     

聚酯纤维增强水泥稳定再生骨料性能试验研究

该文主要研究聚酯纤维对水泥稳定再生骨料性能的改善作用,在不同的聚酯纤维掺量条件下,测试水泥稳定再生骨料力学性能、抗冲刷性能与干缩性。研究结果表明:在一定聚酯纤维掺量范围内,随聚酯纤维掺量增加,水泥稳定再生骨料无侧限抗压强度先增加后减少,劈裂强度不断提高,抗压弹性模量变化规律与无侧限抗压强度变化规律类似,扫描电镜结果能较好地解释上述规律。另外,掺入聚酯纤维能显著提高水泥稳定再生骨料抗冲刷性能,并降低其干缩变形。     

纤维类材料改善粉煤灰稳定膨胀土性能研究

在最佳粉煤灰掺量20%条件下,聚丙烯纤维长度分别取6、12、24mm,以0.25%的增量从零增至1.5%掺加到粉煤灰稳定膨胀土中,利用标准击实试验、无侧限抗压强度、加州承载比和膨胀压力试验评价纤维增强粉煤灰稳定膨胀土路基混合料的特性,根据试验结果确定聚丙烯纤维的最佳长度和最佳掺量分别为12mm、1.0%,并验证了在最佳粉煤灰掺量和最佳纤维掺量及长度下的路基趋于最佳稳定状态。     

冻融作用下聚丙烯纤维土力学性能试验研究

为研究冻融作用对聚丙烯纤维土力学性能的影响规律,通过正交试验以及极差方差显著性分析,得到了纤维掺量、纤维长度、冻融循环次数3个因素对于聚丙烯纤维土抗剪强度和无侧限抗压强度的影响规律,确定冻融作用下聚丙烯纤维土最佳组合方案为:纤维长度为9 mm、纤维掺量为3‰。最佳组合方案下的纤维土粘聚力较素土有一定的提升,且提升效果随冻融次数的增加更为显著;内摩擦角随冻融次数的增加出现了先增大后减小的现象,在冻融3次以后,掺入最优组合方案的纤维土内摩擦角较素土要小;无侧限抗压强度的提升最为显著,增强效果随着冻融次数的增加变弱。     

聚丙烯纤维增强再生水泥稳定碎石基层材料性能研究

通过对0 %～0.4 %掺量聚丙烯纤维（PP）和0 %～60.0 %再生骨料（RA）进行了30组再生水泥稳定碎石材料组成设计,开展了无侧限抗压强度、劈裂强度、干缩系数及疲劳寿命性能试验研究。结果表明:采用0.3 %聚丙烯纤维可显著提升再生水泥稳定碎石相关性能,稳定碎石材料的疲劳寿命和劈裂强度受再生骨料掺量的变化最为敏感;在综合保障再生水泥稳定碎石性能的基础上,再生骨料利用率最大可达到50.0 %。     

外加剂改性水泥石灰土力学及收缩特性试验研究

为提高水泥石灰土的力学性质和抗收缩性能,研究了TG土壤固化剂、聚丙烯纤维、玄武岩纤维对水泥石灰土的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量及收缩性的影响。试验结果表明:在试验掺量范围内,随TG固化剂掺量的增加水泥石灰土的抗压强度增大,而单掺聚丙烯纤维或玄武岩纤维能明显增强水泥石灰土的劈裂强度。TG固化剂与纤维混合添加对水泥石灰土力学和收缩性能的提高幅度高于添加一种材料,尤其是TG固化剂与玄武岩纤维的混掺效果更佳。     

高速公路沥青路面水泥稳定土配比和性能的试验研究

进行水泥稳定土的重型击实试验，确定各配合比条件下水泥稳定土的最优含水率和最大干密度；采用无侧限抗压强度试验，确定水泥稳定土混合料适宜的水泥和添加剂剂量。研究结果表明:添加剂掺量对水泥稳定土最优含水率和最大干密度的影响不大；掺1%，2%添加剂时，最优含水率和最大干密度变化甚微；随着水泥剂量的增大，水泥稳定土7天无侧限抗压强度增大，强度变异系数减小，表明路面结构层出现强度薄弱区的概率减小；推荐满足我国高速公路和一级公路（重交通）等级基层材料适宜水泥剂量为12.00%，底基层材料适宜水泥剂量为6.75%；添加剂掺量宜为水泥质量的2.00%。     

水镁石纤维对再生基层材料路用性能的影响

为了改善再生基层材料路用性能,选取不同水镁石纤维和水泥的掺量作为关键影响因素,采用无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、抗弯拉强度试验和抗压回弹模量试验,评价影响因素对再生基层材料的路用性能影响;采用干缩和温缩性能试验,评价不同水镁石纤维掺量对再生基层材料收缩性能的影响。研究结果表明:增加水镁石纤维和水泥的掺量对再生基层材料各项力学性能有所增强,但水镁石纤维对再生基层材料的不同性能改善略有差异。其中,随着纤维掺量的增加,在掺量小于4%时,再生基层材料的劈裂强度与抗弯拉强度为阶梯式增加;在掺量大于等于4%时,其增长速度相对缓慢。此外,掺入水镁石纤维对再生基层材料的干缩和温缩性能也均有所改善。     

纤维加筋复合固化黄土的强度特性研究

为了探究纤维加筋固化土技术应用于应急机场的可行性，通过无侧限抗压强度试验，探究了不同掺量和龄期的水泥、固化剂以及纤维复合固化黄土的强度特性。结果表明:固化剂与纤维可以提高黄土无侧限抗压强度，其中水泥固化效果最优，且最优掺量为8%，随着纤维和砂掺量的增加，加筋固化土的强度先增大后又减小，纤维掺量为0.30%和0.45%时固化黄土强度较高，砂的最佳掺量在4%左右。进行简易机场布设时，建议机场道面工程使用12 mm改性聚丙烯纤维掺量0.45%，固化剂选用P.O 32.5R硅酸盐水泥掺量8%，砂掺量低于4%的复合固化土。     

水泥稳定废砖再生集料的路用性能研究

设计水泥稳定废砖再生集料(CSDB),并测试击实特性、抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和收缩性能,以研究CSDB的路用性能变化规律及其在路面基层中的适用性。结果表明:随着废弃砖再生集料(DBA)掺量的增加,CSDB的最佳含水量增加、最大干密度下降;当水泥剂量相同时,各龄期CSDB的无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量均随着DBA含量的增加而降低;DBA的掺入使得CSDB的干缩性能提高、温缩性能降低;在水泥剂量为5%的条件下,为满足沥青路面基层和底基层的使用要求,建议DBA掺量分别不超过50.7%和63.0%。     

低液限粉土路基复掺改良试验研究

采用正交试验和极差分析法,对低液限粉土进行复掺改性试验,结果表明掺加膨润土能明显改善粉土的密实度,掺量为9%时干密度和回弹模量达到最大值;对低液限粉土进行强度及压缩性复掺改良试验,并通过极差分析计算,确定低液限粉土的最佳改良掺比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%;在复掺配比的基础上进行掺入和未掺入膨润土物理力学参数对比,掺入9%膨润土后粉土的抗弯沉性能更佳,最佳复掺配比为水泥4%+水玻璃∶氯化钙=3∶1+石灰4%+聚丙烯纤维0.3%+膨润土9%。     

水泥改性冷再生沥青混合料设计与耐久性试验

分别以3种水泥掺量(3%、4%、5%)和4种旧沥青混合料(RAP)掺量(0%、30%、40%、50%)制备水泥改性冷再生沥青混合料,并将其应用于路面基层。首先,通过击实试验进行混合料配合比设计;然后,通过7 d无侧限抗压强度试验确定混合料的最佳水泥掺量和最佳RAP掺量;最后,采用干湿循环试验和冻融循环试验评价混合料的耐久性能。试验结果表明:水泥改性冷再生沥青混合料的最佳水泥用量为3%,最佳RAP掺量为40%;RAP掺量为40%时,混合料的干湿循环无侧限抗压强度达到最大值,RAP的掺加有效提升了混合料的水稳定性,并且RAP掺量越大,提升效果越明显;水泥有助于混合料抗冻性能的提升,且水泥掺量越大,对于混合料抗冻性能的改善越明显。     

磷钛石膏混合体系无侧限抗压强度

为了解决磷、钛石膏工程应用不足之处,对其工程力学性质进行研究并提出改良方案。对磷、钛混合石膏掺加不同配合比的水泥、石灰、石膏及液黏剂进行击实试验和不同配合比、不同龄期、不同干湿循环次数的无侧限抗压强度试验。发现改良体系最大干密度及最佳含水率变化较小,相同压实度钛石膏较磷石膏无侧限抗压强度更高,水泥石灰双掺改良体系较单掺改良体系无侧限抗压强度更高,水泥掺量为3%以上的改良体系强度随龄期增长显著,其无侧限抗压强度随干湿循环次数及水泥掺量增加而增强。