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。     

基于表面能理论的破碎砾石沥青混合料水稳定性定量分析

为利用表面能理论定量分析研究破碎砾石沥青混合料的水稳定性,采用蒸气吸附法测试破碎砾石样品在20℃条件下的表面能参数,采用插板法测试20℃、4种不同掺量(0%,0.2%,0.4%,0.6%)抗剥落剂沥青的表面能参数,进而计算了破碎砾石与不同掺量抗剥落剂沥青的结合能以及水稳定性的表面能评价指标。在此基础上进行了破碎砾石沥青混合料的水稳定性定量分析及排序,一方面从表面能角度研究了抗剥落剂对破碎砾石与沥青黏附性改善的微观机理,另一方面通过严格控制破碎砾石材料、级配、油石比等始终保持一致,进行了抗剥落剂掺量分别为0%,0.2%,0.4%,0.6%的破碎砾石沥青混合料马歇尔试验(包含浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验、冻融劈裂试验)验证。研究结果表明:(1)破碎砾石的表面能参数由极性碱分量主导;(2)抗剥落剂的掺加能够降低沥青的表面能,进而增加沥青对集料的润湿性;(3)掺加抗剥落剂对破碎砾石与沥青之间的黏附性改善主要体现为降低沥青自身的内聚能进而增加其对集料的润湿性,以及提高沥青的表面能酸分量进而增加其与集料的黏附结合能两个方面;(4)破碎砾石沥青混合料水稳定性的微观表面能评价指标与宏观性能试验指标的排序相同,由此论证了表面能体系用于破碎砾石沥青混合料水稳定性定量分析的准确性。     

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]。     

破碎砾石沥青混合料路用性能研究

为了研究破碎砾石沥青混合料在高等级路面面层中的路用性能,基于路面水损坏特征及实践经验设计了较小空隙率的破碎砾石沥青混合料,进行了车辙试验、低温弯曲试验、水稳性等试验,并与石灰岩沥青混合料、玄武岩沥青混合料作对比,研究了破碎砾石沥青混合料的路用性能。研究结果表明:破碎砾石与天然砂掺配所形成的沥青混合料(已添加0.4%PA-1型液体沥青抗剥落剂)可适用于1-2-3、1-2-4、2-2-3、2-2-4、2-3-3、2-3-4、2-4-3等气候分区高速公路和一级公路沥青路面表层的铺筑;与石灰岩沥青混合料相比,其动稳定度、破坏应变分别下降41.87%、12.99%;添加0.4%PA-1型液体沥青抗剥落剂后,冻融劈裂强度提高了32.78%,满足规范要求,可见,破碎砾石沥青混合料在一定条件下可用于路面面层的铺筑。     

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。     

振动击实成型水泥稳定破碎砾石力学特性研究

为了研究使用破碎砾石的水泥稳定的力学性能,本文通过室内试验研究了级配、水泥剂量、压实度对VCM水泥稳定破碎砾石强度特性的影响。结果表明:VCM试件强度与现场取芯相关性高达92%;相比悬浮密实级配,骨架密实水泥稳定破碎砾石抗压强度、劈裂强度平均提高15%、10%;水泥剂量超过4%后,强度提升不明显;抗压强度及劈裂强度主要在前28 d养生龄期形成;压实度每提高1%,振动法成型试件抗压强度、劈裂强度均可提高10%左右。     

潜盾机切刀于桃园卵砾石层设计与施工探讨

台湾桃园国际机场联外捷运系统建设于桃园国际机场路段主要系以潜盾隧道方式通过,而其穿越之地层属桃园台地卵砾石层,开挖长度约达7 200 m,为目前台湾于卵砾石层开挖最长之潜盾隧道。机场捷运CU02A标潜盾机切刀之设计主要考量为确保砾径大于70 cmx60cm(长x宽)之砾石由滚轮切刀于开挖面破碎;砾径较小之砾石则经由其他切刀扰松动后,再推进土仓内。主要探讨内容为上述潜盾机切刀于设计时之考量、施工过程探讨,及切刀磨损情形等,以提供相关经验供后续类似工程参。     

不同掺量的粉煤灰对水泥土力学性能的影响

为了研究粉煤灰掺量对水泥土强度的影响,对4组不同掺量的粉煤灰进行了无侧限抗压强度试验,并在水泥掺量和粉煤灰掺量均为9%的试样中掺入不同粒径的天然鹅卵石和破碎花岗岩,分析掺粉煤灰水泥土与砾石的联合作用。结果表明:随着粉煤灰掺量增大,无侧限抗压强度增大;当粉煤灰掺量高于水泥掺量,强度增长不明显;掺砾试样抗压强度大于未掺砾试样强度,且掺入天然鹅卵石试样比掺人工破碎灰岩强度低。     

位移幅值对砾石-格栅界面循环剪切特性的影响

由于加筋土结构经常受到动荷载的作用，因此筋土界面的动力剪切性能也越来越受到重视；但目前筋土界面的动力剪切试验往往循环次数很少，一般只有10多次，不能充分反映筋土界面的动力相互作用。采用大型动态直剪仪，在剪切位移幅值分别为1、2、4、6 mm时，对砾石-格栅界面进行了2 000次水平循环直剪试验，分析了剪切位移幅值对筋土界面剪切应力、竖向位移以及颗粒破碎的影响，揭示了筋土界面相互作用的机理。结果表明：在循环剪切过程中，界面平均峰值剪切应力先增加后减小；剪切位移幅值越大，达到界面峰值强度所需的循环次数越少，而达到界面残余强度所需的循环次数越多，较大的剪切位移幅值会使得砾石-格栅界面的剪切应力衰减现象更显著；随着剪切位移幅值的增大，试样最终剪缩量增大，但试样最终剪缩量增量逐渐减小；随着剪切位移幅值增大，界面剪切刚度逐渐减小，界面阻尼比却逐渐增大；通过对循环剪切试验后的砾石颗粒各粒组含量进行分析，发现剪切位移幅值越大，颗粒的相对破碎率也越大，相对颗粒破碎率与剪切位移幅值呈较好的对数关系，并与试验结果吻合较好。     

冻融作用下石灰改良土微观特性研究

为研究冻融作用下石灰改良土的微观机理,使用扫描电镜(SEM)对最优石灰掺量(6%)的石灰改良土及素土的微观结构进行分析,探讨不同冻融次数对石灰改良土微观结构的影响。试验研究结果表明:随着冻融次数的增加,素土土体结构破碎,土颗粒粒径变小,大孔隙数目减少,但总的孔隙数量增多,土颗粒间接触点数目增多;石灰改良土在冻融次数较少时土体破碎,碎屑物质较多,孔隙被碎屑填充,团聚体数量减少但体积增大;冻融次数较多时,土体孔隙数量减少,碎屑与胶结物质结合充分形成大团聚体,土体多为整体嵌合的集合体。因此,在土体中掺入适量石灰拌和均匀,且压实度满足设计要求的石灰改良土,可减轻路基的冻胀现象。     

水泥稳定砂砾基层施工技术

通过锦阜高速公路水泥稳定砂砾(掺破碎砾石)基层施工，对施工中原材料试验、配合比设计及施工工艺控制要点等作了详细阐述，对今后同类型路面基层施工具有一定的指导意义。     

粗集料压碎值对多孔沥青混合料体积特征与路用性能的影响

为了明确粗集料压碎值对多孔沥青混合料性能的影响,选取玄武岩、破碎砾石和石灰岩3种不同压碎值的粗集料.首先采用击实试验模拟分析了粗集料和多孔沥青混合料受荷后的级配变化规律,其次探究了粗集料压碎值对多孔沥青混合料体积指标和路用性能的影响.研究结果表明:粗集料和沥青混合料受荷后9.5 mm筛孔集料的质量通过率变化最大,4.7...     

西非马里地区红土粒料的矿物组成与路用性能

对西非马里地区红土粒料的基本物理性能、矿物织构组成与路用性能进行试验研究。结果表明,红土粒料砾石组的主要成分是赤铁矿石(40.6%)和高岭石(39.5%),粉黏粒组主要由赤铁矿石(27.0%)和石英(63.0%)组成,高岭石含量仅10.0%;颗粒容易发生破碎,其中19~2 mm粒径颗粒抗冲击能力差,当击实次数超过98次时颗粒破碎趋于稳定;在欠压实状态下,干密度与颗粒破碎率的关系呈近似线性增长规律,当破碎率大于25%后,压实度普遍能达到98%以上;红土粒料的水稳性较差,但在96%压实度前提下,饱水4 d的CBR接近80%,回弹模量变化范围在190~300 MPa之间,可满足西非地区路面底基层的使用要求。     

高温多雨地区破碎砾石沥青混合料路用性能

为研究高温多雨地区破碎砾石制备沥青混合料的可行性及其路用性能,首先通过马歇尔设计方法确定混合料级配及最佳沥青用量。针对混合料的水稳定性,通过掺加抗剥落剂改善破碎砾石沥青混合料的水稳定性,采用水煮法试验比较0.2%,0.4%,0.6%这3个抗剥落剂掺量下集料和沥青黏附等级的提升效果,最终选定的抗剥落剂掺量为0.2%。在0.2%抗剥落剂掺量下,混合料水稳定性明显提升,并达到设计要求,但抗车辙性能提升不大。在0.2%抗剥落剂掺量的基础上,通过国内车辙试验比较0.2%,0.4%,0.6%抗车辙剂掺量下混合料抗车辙性能的改善效果,通过比较3种抗车辙剂掺量下混合料动稳定度指标并结合类似地区工程项目的经验,最终确定的抗车辙剂掺量为0.4%,此时混合料的抗车辙性能、水稳定性能皆能符合设计要求。通过多次冻融循环试验以及长期浸水马歇尔试验检验掺加0.2%抗剥落剂+0.4%抗车辙剂后混合料在更苛刻条件下的水稳定性能,通过汉堡车辙试验检验加入0.2%抗剥落剂+0.4%抗车辙剂后混合料的浸水抗车辙性能。试验结果表明:当掺加0.2%抗剥落剂+0.4%抗车辙剂后,破碎砾石沥青混合料具有优良的水稳定性和抗车辙能力。     

西非马里地区级配红土粒料的室内试验研究

该文对西非马里BAMAKO-SEGOU公路沿线不同红土粒料的料源进行了调研,总结归纳了天然红土粒料的级配特征;基于最大密实度曲线理论,并通过室内击实试验反映出颗粒破碎情况,确定了试验级配控制范围;最终对级配范围内的红土粒料进行了CBR试验和动态回弹模量试验研究。结果表明:红土砾石的CBR值为140%~155%;回弹模量变化范围在240~390 MPa,适用于填筑非洲地区交通量较小、技术等级较低道路的基层。     

基于表面能理论的沥青与集料黏附性能评价

为定量分析沥青与集料的黏附性能,运用表面自由能理论,采用插板法对2种基质沥青(A-70~#、B-70~#)的表面能参数进行测试,采用蒸汽吸附法对5种集料(石灰岩、玄武岩、花岗岩、石英砂岩、破碎砾石)的表面能参数进行测试,并进一步计算出沥青-集料组合分别在无水、有水状态下的结合能以及表面能匹配性指标,并用表面能匹配性指标来评价不同沥青-集料组合的黏附性能,通过改进的水煮法试验加以验证,同时建立二者之间的联系。结果表明:表面能匹配性指标与改进水煮法的沥青残留率指标评价结果一致,5种集料的黏附性能从大到小排序依次为玄武岩、石灰岩、花岗岩、石英砂岩、破碎砾石,验证了表面能评价体系的可靠性,说明表面能法可作为定量分析沥青与集料黏附性能的试验方法;对表面能匹配性指标与沥青残留率的结果进行分析,发现二者具有良好的正相关关系,并以黏附性等级4级对应的沥青残留率为临界值提出2种沥青的表面能匹配性评价指标的技术要求。     

基于分形理论的矿区宕渣颗粒破碎特性评价

将矿区宕渣用于路基填筑工程中是进行宕渣资源化应用的有效途径,为保障矿区宕渣填筑路基稳定性满足要求,本文采用重型击实方法成型了不同击实次数下的矿区宕渣试样,明确了不同击实次数下矿区宕渣颗粒级配变化规律,并基于分形理论客观评价了击实作用下矿区宕渣颗粒破碎情况。结果表明矿区宕渣在击实作用下颗粒发生细化,颗粒破碎主要发生在击实前期,经过98次击实的矿区宕渣颗粒形态基本稳定,宕渣在击实126次后粗粒含量降低至40%,其分形维数逐渐稳定在2.6左右,颗粒级配发生优化,将其用于路基填筑工程中可保证良好的稳定性。     

加蓬红土砾石特点及在公路建设中的应用

天然红土砾石在非洲地区广泛分布,是非洲公路工程建设中最为重要的筑路材料之一。长期以来由于对红土砾石的路用工程特性缺乏全面系统的研究,早期非洲修建的低等级道路出现了不同程度的工程病害。本文结合加蓬在建公路项目及早期研究成果,分析了红土砾石的级配特性以及细粒土含量对工程特性的关键性作用,提出了红土砾石的改良措施及应用条件,为今后非洲地区公路工程的援外项目提供参考。     

卵砾石层潜盾隧道设计考虑研析

依搜集既有卵砾石层潜盾隧道案例显示,其施工可能遭遇如大卵石障碍物、卵石引致切刃磨耗、钻掘引致沉陷、潜盾机具选择等问题,这些问题之因应设计考虑与土层隧道者不同,亦为卵砾石层潜盾隧道重要课题之一.主要为依搜集台湾与日本卵砾石层潜盾隧道案例,基于卵砾石层工程特性,进行相关卵砾石层潜盾隧道设计考虑研析与建议,包括:1)地质调查项目与内容;2)设计研析,含结构分析考虑、潜盾机设计、开挖面稳定、背填灌浆、地盘改良、地中障碍物排除、地表沉陷特性等,期供工程界参考.     

沥青路面集料标准化加工技术和工艺探讨

根据常用集料破碎设备,分析了集料破碎设备配置对集料性能的影响,推荐标准化集料加工流程,并对集料加工工艺中的筛分工艺和除尘工艺进行了研究。结果表明,单级破碎集料缺少整形流程,针片状颗粒和扁平状颗粒含量较多;多级破碎集料颗粒接近立方体形状,针片状含量较少;集料生产过程中需对破碎设备进行监控并及时调整;在一级破碎和二级破碎设备之间安装5cm振动筛,去除岩石中的泥土;在末级破碎设备和储料仓间安装振筛机,并对集料进行分级储存;集料生产使用引风式除尘工艺解决扬尘和环保问题。