钢渣基道路基层材料设计与路用性能研究

为降低西北旱寒区公路沥青路面基层早期开裂问题,并促进工业固体废弃物的循环利用,研究将钢渣替代碎石设计成级配钢渣混合料,并以矿渣粉、粉煤灰、电石渣组成的复合矿物掺合料作为胶结料稳定级配钢渣,形成全固废钢渣基道路基层材料。通过测试钢渣浸水膨胀率、基层材料膨胀率、无侧限抗压强度、干缩应变和抗冻性,分析钢渣基道路基层材料的稳定性、强度增长规律、抗开裂特性与长期稳定性。研究结果表明,高温季节钢渣陈化效果显著,90 d陈化期钢渣膨胀率最大降低38.7%。洒水加速了钢渣陈化,较未洒水下钢渣浸水膨胀率降低幅度最大增大了29.1%。复合矿物掺合料对钢渣混合料的膨胀率有抑制作用,12%掺量下膨胀率降低61.8%。级配钢渣混合料随龄期逐渐形成了强度,加入6%复合矿物掺合料后,类似于二灰稳定材料具有早期强度增长较慢、后期强度增长较快的特点,90 d时较水泥稳定材料强度高出2.1 MPa。对比30 d龄期的干缩应变,级配钢渣混合料的干缩应变较水泥稳定混合料降低74%,钢渣基稳定混合料较水泥稳定混合料降低20%。钢渣基道路基层材料的抗冻性在后期均优于水泥稳定和二灰稳定基层材料。综合可知,钢渣基道路基层材料稳定性和...     

U形UHPC永久模板RC无腹筋组合梁抗剪性能试验

为了研究UHPC永久模板RC无腹筋组合梁的抗剪性能,以UHPC永久模板的厚度和界面条件为试验参数,分别开展了UHPC材料力学性能与UHPC永久模板RC无腹筋组合梁四点加载试验。由于组合梁的抗剪性能与UHPC的基本力学性能密切相关,因此首先对UHPC的抗拉与抗压性能进行了试验研究。UHPC的力学性能试验结果表明,UHPC在单轴单调荷载作用下具有一定程度的应变硬化特征,其拉伸极限强度为4.87 MPa,极限拉应变为0.6%。在材料试验结果的基础上,通过考虑UHPC永久模板厚度与界面方式这2种试验参数,分别设计了1根RC参照梁,1根UHPC参照梁,以及2种UHPC/RC界面类型（光滑与均布剪力键）、3种永久模板厚度（15,20,25 mm）、共计6根U形UHPC永久模板RC无腹筋组合梁。在对这8根梁分别进行四点加载破坏试验的基础上,分析了UHPC永久模板不同厚度与界面类型对组合梁抗剪承载力的影响。结果表明：组合梁的抗剪承载力及其变形能力较相同尺寸及配筋的RC无腹筋梁至少提高了103.7%和117.7%;且无论何种界面类型下,抗剪承载力随着UHPC永久模板厚度的增加而增加;界面为均布剪力键的UHPC永久模板较光滑界面能提供更高的抗剪承载力与变形能力。最终,基于修正桁架模型理论,分析了UHPC永久模板与RC无腹筋梁的抗剪承载力及其抗剪构成,提出了UHPC永久模板RC无腹筋组合梁的抗剪承载力计算公式,且公式计算值与试验值吻合较好。     

沥青稳定碎石ATB-30的抗车辙性能研究

采用动稳定度DS、相对变形δ和综合稳定系数CSI评价沥青稳定碎石ATB-30的高温性能,以全面考察矿料级配和外加剂的影响。对3种级配的ATB-30进行车辙试验,分析了骨架嵌挤指数IVCA与DS、δ和CSI的关系;对掺不同外加剂和剂量的ATB-30进行车辙试验,分析不同外加剂和掺量对高温性能的影响。研究结果表明,骨架嵌挤指数IVCA与DS、δ和CSI具有良好的相关性,IVCA越小、级配骨架性越好,则混合料的高温性能越好;掺入外加剂能大幅提高ATB-30的高温性能,且随着外加剂剂量的增加,混合料的高温性能也大幅增大,不同的外加剂的效果存在较大差距;比起调整矿料级配,添加抗车辙剂是提高ATB-30高温性能的更为有效的措施。     

基于图像处理探究SBS在沥青中溶胀面积的发育进程

为了更直观便捷地研究SBS聚合物与基质沥青反应进程,制备了两种SBS改性沥青的分散、剪切、发育等7个状态共14组荧光显微镜样品。以放大100倍和400倍荧光显微镜图像为研究对象,分别借助两个图像处理软件计算SBS溶胀面积比,即SBS改性剂在沥青中溶胀联结形成的荧光共轭点状、蠕虫状、网格状等发亮结构的面积占该图像面积的比例,分析SBS溶胀面积比与改性沥青发育进程以及稳定性的关系,并借助离析软化点差值指标验证发育进程中SBS溶胀面积比与改性沥青稳定性的关系。结果表明:随发育时间延长,SBS溶胀面积比先增大后减小,其超过一定比例后基质沥青与SBS形成网状互穿结构,稳定性大幅增加,SBS溶胀面积比超过51.87%时离析软化点差值都满足相关规范要求,从微观角度进一步揭示改性机理,为快速评判SBS改性沥青是否存在离析风险提供一种新思路。     

钢渣作为集料在道路工程中的均质性应用研究

将钢渣作为集料应用于道路工程中,为实现钢渣的高附加值利用,需对堆存钢渣的均质性进行研究。为提高钢渣均质性,对原样钢渣进行了一次颚式破碎和二次锤式破碎工艺处理,并采用变异系数CV和压蒸粉化率f评价钢渣的均质性。研究结果表明:原样钢渣中超粒径(≥31.5mm)颗粒含量大,最大占46.9%,不同取样位置各粒径颗粒变异系数大,即均质性差;经过一次颚式破碎后,钢渣均质性提高,关键分布粒径为20~25mm,钢渣整体偏粗,且针片状较大;对钢渣进行二次锤式破碎,破碎后关键粒径为10~20mm和5~10mm,该粒径分布合理,且颗粒几何形态良好;经过二次破碎,粗粒径软弱钢渣得到有效破碎,加之二次破碎后钢渣的压蒸粉化率较原样钢渣和一次破碎后大幅减小,这充分证明了钢渣经过二次破碎后均质性显著提高;也得出二次锤式破碎较一次颚式破碎对钢渣的均质性提高更为显著。     

高吸水树脂对机制砂混凝土收缩性能和强度的影响研究

针对机制砂混凝土在甘肃河西地区干旱多风气候条件下易产生早期开裂的问题,研究高吸水树脂(SAP)对机制砂混凝土的自收缩、干燥收缩和抗裂性的影响,对比分析了SAP在标准养护和模拟养护条件下对机制砂混凝土强度发展的影响.结果表明:SAP内养护法可有效抑制机制砂混凝土的自收缩和干燥收缩,显著降低机制砂混凝土在模拟环境条件下的开裂风险;在模拟河西地区气候条件下,SAP的掺入能够有效保证机制砂混凝土的强度发展,但随着SAP掺量的增加,强度有所下降.综合考虑混凝土的自收缩、干燥收缩、抗裂性和强度的影响,建议在甘肃河西地区大风低湿度条件下SAP的掺量为0.76 kg/m~3,内养护水引入量为9.45 kg/m~3.