公路基层聚丙烯纤维水泥稳定土力学性能试验研究

在水泥稳定土中掺入不同长度、不同掺量的聚丙烯纤维,制备了聚丙烯纤维水泥稳定土(PFCS),通过击实试验确定最佳含水量及最大干密度,采用抗压强度试验及抗劈裂性能试验,分别研究了聚丙烯纤维的掺入对水泥稳定土的抗压强度及抗劈裂性能的影响。结果表明:掺入5%水泥的PFCS最佳含水率与干密度分别为17.3%、1.749g/cm~3;当水泥与聚丙烯纤维掺量相同时,PFCS的无侧限抗压强度随养护龄期的增加而提高,且纤维长度越长对水泥稳定土基体的裂缝抑制作用越明显;随着纤维掺量及长度的增加,水泥稳定土7d无侧限抗压强度随之增大,抗裂性能显著增强。     

剑麻纤维改性水泥稳定碎石力学性能研究

将剑麻纤维掺入水泥稳定碎石材料中作为公路基层,其研究和利用均较少。本文研究了掺入不同比例剑麻纤维水泥稳定碎石材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度和抗冲击性能。结果表明:剑麻纤维对水泥稳定碎石的无侧限抗压强度略有改善,但提高幅度不大,对劈裂强度、抗弯拉强度和抗冲击性能的改善效果较明显。因此将剑麻纤维水泥稳定碎石用于公路路面基层,必将提高基层的综合力学性能,减少早期破坏,达到延长路面使用寿命的目的。     

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％.     

电石渣-粉煤灰稳定土强度影响因素分析

以渣粉比（电石渣与粉煤灰比值）、磷石膏掺量和土质种类作为因素变量，基于7天无侧限抗压强度和劈裂强度指标设计L9（34）正交试验。结果表明:土质种类对于稳定材料的7天强度影响非常显著，低剂量磷石膏掺量对于电石渣-粉煤灰复合稳定土强度存在显著影响，一定范围内渣粉比的变化对于稳定土强度也有一定的影响。     

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。     

电石渣/磺酸稀释剂稳定路面基层性能分析

为进一步提高粒料类基层强度,降低传统稳定剂生产使用过程中产生的高碳排放量。文中选用电石渣/磺酸基地聚合物稳定粒料类基层,通过改变磺酸稀释比例、电石渣/磺酸比例及养护条件,对无侧限抗压强度、应力-应变分析的变化规律进行研究,确定最适宜的磺酸稀释比例及电石渣/磺酸比。结果显示,地聚合物最佳掺量为6%,且磺酸稀释比例为300 mL/1 000 mL、电石渣/磺酸比为6∶4时,无侧限抗压强度最高,3 d强度为1 388.9 kPa, 7 d强度为1 986.33 kPa;对比未处理集料,添加地聚合物后,3种不同养护条件下试件7 d无侧限抗压强度分别提高了104%,128%,176%。因此,利用电石渣/磺酸对粒料类基层进行稳定固化,协同提升效果明显,基层强度显著提升。     

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。     

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。     

南京河西地区软土快速固化剂的研制

软土地基的快速处理是缩短道路施工工期,确保施工质量的有效措施。该研究结合南京河西地区长江漫滩软土,研制一种高效经济的软土固化剂。选择主固化材料水泥与辅助固化材料电石渣、石膏、三乙醇胺、氢氧化钠和聚丙烯纤维,通过配比设计对南京河西地区软土分别进行固化试验。通过无侧限抗压强度试验,确定固化土的强度特性,最终得出快速固化剂的最终配比为:9%水泥,4%电石渣,2%石膏,2%氢氧化钠。     

聚丙烯纤维改善水泥稳定碎石抗裂性能的研究

为了减少水泥稳定碎石基层材料的开裂破坏,向水泥稳定碎石材料中掺加了适量聚丙烯纤维。通过对比研究掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和收缩系数等路用性能指标,认为聚丙烯纤维能够显著改善水泥稳定碎石材料的路用性能。并通过观察实体工程芯样照片和调查早期裂缝数量,进一步验证了掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石基层路用性能的优越性。     

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 %。     

聚丙烯纤维在水泥灰土稳定砂中的应用研究

为解决水泥灰土稳定砂的收缩裂缝,通过聚丙烯纤维水泥灰土稳定砂和普通水泥灰土稳定砂各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和干缩系数等路用性能指标的研究,认为聚丙烯纤维能显著改善水泥灰土稳定砂材料的路用性能,尤其在抗裂性能方面具有明显的优势。通过现场试验和追踪调查表明,加入聚丙烯纤维能减少裂缝病害。     

无机结合料稳定低液限粉土路用性能试验研究

为了研究水泥、石灰等无机结合料稳定低液限粉性土的路用性能,对石灰和水泥稳定粉性土的混合料配比进行了设计,通过无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验和水稳定性试验,对其路用性能进行了评价。结果表明,8%的石灰稳定粉性土和5%水泥稳定土满足二级及二级以下公路基层要求,8%的石灰稳定粉性土水稳定较差,不适合用于水文地质条件较差路段。     

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。     

基于固弃物的固化土路用性能及固化机理研究

为探索矿渣、粉煤灰和脱硫石膏等固体废弃物应用于黄泛区道路工程建设的可行性,基于粉煤灰、矿渣、脱硫石膏、普通硅酸盐水泥和固废基硫铝酸盐水泥制备了粉土固化剂。研究了固化剂掺量（4%、6%、8%、10%）对固化土无侧限抗压强度、劈裂强度、加州承载比（CBR）、水稳性能及抗干湿循环性能的影响。结果表明：使用固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥与其他固弃物协同制备的固化剂固化效果最优;固化剂掺量不低于8%时,固化土强度满足JTG D50-2017要求;固化土CBR值高于75%,满足JTG D30-2015中路基填料承载比要求;基于X射线衍射分析和二次电子成像技术,发现固化土中存在水化硅酸钙凝胶（CSH）和钙矾石晶体（AFt）;这些物质通过填充缝隙、挤密、黏结土颗粒,增强土体性能。     

乳化沥青稳定炉渣混合料路用性能评价

随着城市发展与人口的增长,由焚烧生活垃圾而产生的炉渣产量也逐渐增长。将炉渣资源应用在道路材料方向,能够充分利用资源能源,降低道路修建原材料的成本,同时解决道路建材紧张和短缺的问题。本文通过车辙实验、浸水劈裂实验、单轴贯入实验与无侧限抗压强度实验,对比了基质沥青混合料、普通乳化沥青混合料、乳化沥青稳定炉渣混合料及乳化沥青稳定炉渣+水泥混合料的高温抗车辙性能、水稳定性能及抗剪性能。实验结果表明,乳化沥青稳定炉渣混合料与普通乳化沥青相比,虽然高温抗车辙性能较差,但表现出更好的水稳定性与抗剪性能。将乳化沥青稳定炉渣混合料中部分矿粉替换为水泥,不仅能够弥补其高温抗车辙性能的不足,并且能够显著提升水稳定性与抗剪性能。     

土凝岩固化黏性土路用性能试验研究

采用无侧限抗压强度试验、击实试验、抗疲劳性能试验和水稳定性试验，对土凝岩固化黏性土与水泥固化黏性土的力学及耐久性能进行对比，探究其性能变化规律。结果表明:随土体固化剂掺量增加，固化稳定黏性土7 天无侧限抗压强度增大，其最佳含水率也随之增大；水泥固化稳定黏性土的早期水稳定性系数低于土凝岩固化黏性土，后期水稳定性系数较为接近。     

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。     

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%。