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。     

钢渣对半刚性基层力学强度及稳定性影响分析

为促进工业固废钢渣在道路工程中的再生利用,对钢渣经过二次加工形成再生骨料应用于半刚性基层水泥稳定材料中,通过分析钢渣对水泥稳定材料的无侧限抗压强度、抗弯拉强度和干缩特性影响,定量评价钢渣的再生利用效果。结果表明:随着钢渣掺量增大,水泥稳定材料的强度逐渐增大,当掺量增大至70%,无侧限抗压强度提升1.4倍,抗弯拉强度提升1.8倍;水泥稳定钢渣碎石混合料的每日干缩应变随时间变化逐渐减小,累计干缩应变随时间变化先快速增大后趋向稳定,其中以前5 d的干缩应变变化最为明显,120 d后干缩应变基本稳定。对于4种不同性质的钢渣,钢渣掺量为50%达到稳定状态时,最大补偿收缩率为37.7%,最小为25.5%。钢渣陈化时间越长,膨胀性越小,则补偿收缩率越小。钢渣掺量越大,补偿收缩率增大,当钢渣掺量增大至70%,可补偿收缩40.1%。在水泥稳定材料中掺入钢渣,将对干燥收缩起到良好的补偿作用,对减小半刚性基层的开裂起到了积极作用。     

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。     

钢渣粉对水泥混凝土的路用性能影响

为给水泥混凝土路面推荐较优改性材料,通过室内试验,以抗压强度、干缩率、渗水高度和抗弯拉强度为评价指标,对比研究了3种钢渣在不同添加剂量条件下对水泥混凝土的路用性能的影响。结果表明,上钢钢渣在添加剂量为24%时,试件的抗压强度和抗弯拉强度下降幅度最小,且达到较低水平;武钢钢渣在添加剂量为32%时,其干缩性能和抗渗性能达到较优水平。     

水稳碎石基层材料循环冷再生性能提升试验

针对水稳碎石基层材料在多次循环冷再生过程中出现的强度增长过快、干缩时间延长、抗水损性能衰减的问题,基于可持续冷再生理念,采用室内模拟试验模拟水稳碎石基层材料的循环冷再生过程,通过无侧限抗压强度试验、干缩试验、动水冲刷试验,对改善前后各个循环冷再生周期内的混合料性能进行研究。结果表明:采用减少水泥掺量、掺聚丙烯纤维、掺膨胀剂3种措施,水稳碎石基层混合料的力学特性、收缩特性及水稳特性均得到提高,延长了水稳旧料的使用寿命,实现可持续利用。     

掺细废旧沥青混合料对水泥稳定碎石抗压强度的影响研究

通过大量的试验研究,对试件的养生龄期和细废旧沥青混合料的掺量对水泥稳定碎石抗压强度的影响进行了分析.研究结果表明;随龄期的增长,掺细废旧沥青混合料水泥稳定碎石的抗压强度不断提高;随细废旧沥青混合料掺量的增大,水泥稳定碎石的抗压强度呈增加趋势.     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性试验研究

根据大量试验结果,分析了试件养护龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量的变化对聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性(平均干缩系数)的影响,得出了相应的影响规律。结果表明:聚丙烯纤维的掺加对水泥稳定碎石平均干缩系数有显著的降低;随着试验龄期的增长,平均干缩系数不断减小;在本文聚丙烯纤维掺量的范围内(体积掺量小于1‰),随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数有不断减小的趋势;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石平均干缩系数逐渐增加。     

精炼钢渣水泥稳定混合料性能室内试验研究

以广西北海诚德不锈钢厂的精炼钢渣为研究对象,对含水率、化学成分、物理性质、稳定性、膨胀特性及有害物质重金属析出进行分析,将钢渣作为道路材料探究其可行性;将钢渣水泥稳定混合料在5种水泥掺量下分别进行击实试验和7、28 d无侧限抗压强度试验验证其抗压强度,在14%水泥掺量下进行28、90 d弯拉试验、劈裂试验验证其力学性能,进行干缩试验验证其稳定性。结果表明,钢渣的主要成分是CaO,活性较高,颗粒细腻,含水率较高,f—CaO、f—MgO的含量达到规范要求,且无膨胀性,重金属析出也远低于规范要求;压制成型的钢渣水泥稳定混合料试块密实性好,且抗压强度整体较高,水泥掺量为5%以上的钢渣水泥稳定混合料满足二级及二级以下公路要求;钢渣水泥稳定混合料满足弯拉强度要求,且干缩性能稳定,符合路面基层材料要求。     

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。     

结构类型对水泥稳定碎石性能的影响

通过室内试验对3种不同粗集料含量水泥稳定碎石的强度、模量、收缩性能以及抗冲刷性能进行了测试。试验结构表明:在水泥用量、养生条件相同时,粗、细集料含量适中的水泥稳定碎石的抗压强度、抗压回弹模量略大于粗集料含量较少而细集料含量较多的水泥稳定碎石;粗集料含量较少而细集料含量较多时水泥稳定碎石的劈裂强度、抗折强度、抗折回弹模量最大,粗集料含量多而细集料含量少的水泥稳定碎石的各种强度、模量最小;粗集料含量较少而细集料含量较多的水泥稳定碎石平均温缩系数、平均干缩系数和冲刷量最大,粗、细集料含量适中的水泥稳定碎石次之,粗集料含量较多而细集料含量较少的水泥稳定碎石最小。     

再生废旧混凝土骨料水泥稳定碎石路用性能试验及应用研究

针对废旧混凝土再生回填路基稳定碎石进行分析研究,以不同再生骨料掺量（0 %,25 %,50 %,75 %,100 %）和不同水泥剂量（3 %,4 %,5 %,6 %）为基础进行试验,以最大干密度、最佳含水率和无侧限抗压强度为指标优选了5 %水泥剂量作为再生水泥稳定碎石基础配比参数。分析了不同再生骨料掺量下再生水泥稳定碎石材料的劈裂强度、干缩系数、温缩系数及冻融强度损失率。以25 %再生骨料为基础进行了实际的再生废旧混凝土水泥稳定碎石道路基层应用,道路强度和弯沉值检测均达到普通道路使用要求。     

骨架密实型稳定碎石基层收缩性能变化规律

通过对不同曝光时间下的3种不同级配水泥稳定碎石在干缩性能试验以及不同温度条件下的温缩性能试验,分析了3种级配水泥稳定碎石收缩性能在不同影响因素下的变化规律。试验结果表明：在失水率方面中值级配干缩性能影响较小,优于其它两组级配;3种级配水泥稳定碎石温缩性能随着温度的变化有一定的变化规律;当龄期增长到一定程度时,中值级配温缩性能最优。     

考虑尺寸效应和端部效应下的水泥稳定材料的强度试验

影响水泥稳定碎石材料强度高低的因素很多,有级配的影响、水泥剂量的影响等,在本文中着重就水泥稳定碎石材料7 d无侧限抗压强度的尺寸效应和端部效应进行研究,以考察水泥稳定碎石材料试验试件尺寸因素和试件端部因素对于强度的影响程度,进而提出合理的强度试验方法,以对现有试验方法进行改进。     

水泥稳定废粘土砖再生集料基层材料性能试验

为研究掺入废砖块集料后水泥稳定碎石性能的变化规律,在试验中将废砖块集料按20%,40%,60%,80%和100%的比例（质量分数,后同）分别替代粗、细集料配制成2组集料后,用5%水泥拌和制备试件,并测试了混合料的击实特性和试件的抗压、抗折强度、抗压回弹模量、干缩以及抗冻性。结果表明：废砖块集料含量多的混合料最大干密度较小而最佳含水率较大;随着废砖块集料含量的增加,试件抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变和抗冻指数随之下降,而-15℃～40℃温缩应变随之增大;为满足规范对基层强度的最低要求,建议混合料中废砖块集料替代天然粗集料或细集料的替代率分别不要超过70%和90%;另外,在冬季严寒地区,还应该考虑废砖块集料的使用引起的强度损失。     

振动成型法水泥稳定碎石最优级配的设计

采用灰色关联分析方法,对不同级配的水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗弯拉回弹模量、干缩抗裂系数、温缩抗裂系数等路用性能指标进行综合评价分析,进而确定最优的混合料级配,为水泥稳定碎石的级配设计提供依据。     

振动对水泥稳定碎石搅拌过程和性能的影响

为了研究振动对水泥稳定碎石搅拌过程及其性能的影响规律，通过对不同搅拌方式搅拌功率曲线的测试，结合水泥稳定碎石在搅拌过程中不同阶段的流变状态，分析振动对水泥稳定碎石搅拌过程的影响。在此基础上采用不同水泥掺量的C-B-1型和C-B-3型水泥稳定碎石混合料，开展振动搅拌与常规搅拌的对比试验，分析振动对水泥稳定碎石抗压强度、微观结构、干缩性能的影响。结果表明：水泥稳定碎石搅拌过程可根据搅拌功率变化趋势的拐点分为干拌阶段、弥散阶段、裹覆阶段和均匀阶段，混合料逐渐从弹性体转变为具有一定塑性的黏-弹性体；振动能量能减小混合料各组分间的内摩擦力，搅拌功率比常规搅拌方式低9.1%~15.2%，振动加快了各组分弥散阶段的搅拌过程，湿拌时间缩短了37.5%；与常规搅拌相比振动搅拌改善了水泥稳定碎石混合填充料的均匀性，微观结构均匀且致密，有更多的C-S-H凝胶使其抗压强度更高且强度变异系数更小；同强度标准时不同搅拌方式混合料水泥用量呈线性正相关，水泥节约量与水泥用量呈线性正相关，水泥节约率与水泥用量成反比例函数关系；振动搅拌混合料节约的水泥量随水泥用量的增加而增多；振动搅拌水泥掺量为5%的C-B-1型混合料时其平均最大干缩应变量要比常规搅拌的少20.4%，平均干缩系数少18.7%，且干缩系数变异性更小。     

水泥稳定碎石基层级配研究

水泥稳定碎石基层作为一种良好的半刚性基层材料,在我国高等级公路上得到广泛运用。参考SMA级配的设计思想,分析了5种不同级配水泥稳定碎石的结构,并进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明在水泥用量相同的前提下,骨架密实结构的水泥稳定碎石具有较高的强度。改变水泥稳定级配碎石的结构类型即由传统的悬浮密实结构转变成骨架密实结构,可改善半刚性基层材料的力学性能。     

水泥粉煤灰稳定钢渣路面基层材料研究

旨在合理利用钢渣和粉煤灰工业废渣,首先进行原材料基本性能试验分析,通过优选钢渣级配,添加碎石与钢渣按不同比例组合,进行击实、无侧限抗压强度、间接抗拉强度、室内回弹模量、稳定性试验和抗冲刷试验等各项基本力学性能指标试验,然后从路面基层材料的要求对其规律进行总结分析,为钢渣和粉煤灰工业废渣合理有效地应用到路面基层或底基层中提高科学依据。     

集料级配组成对水泥稳定碎石评价指标影响研究

采用正交试验设计方法,对16种集料级配的水泥稳定碎石试件分别进行无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验和干缩试验,探求集料级配组成对水泥稳定碎石抗压强度、劈裂强度及干缩应变指标的影响规律,为设计和施工提供参考。