水泥改性级配碎石基层沥青路面结构研究

通过系统的室内外试验研究,提出水泥改性级配碎石基层材料,指出在级配碎石中掺入2.0%～2.5%剂量的水泥,能极大地提高级配碎石基层的强度和水稳性,并避免水泥稳定碎石基层干缩开裂、疲劳断裂、水损害等固有的缺陷。建立了一种水泥改性级配碎石基层的非线性力学模型,提出了其结构设计的方法。     

级配碎石基层在高速公路上的应用研究

该文分析了半刚性基层和级配碎石的优缺点,设计了半刚性下基层、级配碎石上基层的沥青路面结构。通过室内试验,确定级配碎石混合料的级配,最大干密度为2.278g/cm3、最佳含水量是5.0%。通过铺筑试验路,现场级配碎石基层的回弹模量在400 MPa以上,且具有较好的排水性能。通车3年后的调查结果表明:半刚性下基层、级配碎石上基层沥青路面具有优良的抗裂性能。     

级配碎石柔性基层沥青路面试验路研究

通过试验路观测的方法,对级配碎石柔性基层沥青路面进行了研究,分析了级配碎石柔性基层的路用性能和性能主要影响因素,给出了级配碎石基层结构设计、合理层厚、最佳级配以及原材料控制等关键影响因素的相关建议。研究结果表明级配碎石柔性基层能有效减缓半刚性基层沥青路面的常见病害,且其强度满足使用要求;当其用于旧路加铺时可直接摊铺而不必采用倒装结构,但应控制其最小厚度不小于15cm、最大粒径和4.75mm、0.075mm通过率在建议范围内;还应控制石料压碎值、针片状含量和塑性指数满足要求,且碎石宜由4档以上矿料掺配而成。     

级配碎石排水性能及基层排水系统研究

在半刚性底基层和面层之间设置级配碎石基层,可有效解决半刚性基层沥青路面结构排水性能差的缺陷。采用自行研制的渗透仪测试了6种不同空隙率级配碎石的渗透系数,计算了自由水在级配碎石基层的渗流时间和渗流路径,用路面渗水仪比较分析了级配碎石和水泥稳碎石的透水效果,设计了两种路面内部基层排水系统。结果表明,渗透系数与空隙率有很好的相关性,随着空隙率增加,级配碎石的渗透系数增加;渗入水在路面结构内的渗流时间缩短,排水性能提高;级配碎石基层具有良好的排水效果,可减少水损害的发生。通过设计的基层排水系统,可将级配碎石基层中的水排出路面结构以外。     

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。     

超大粒径级配碎石在沥青路面基层中的应用研究

采用贝雷法和Fuller公式分段方法设计超大粒径级配碎石,依托郑登快速路试验段工程,应用于旨在增强超大粒径级配碎石基层整体性和均匀性的施工工艺中,并采用Pavement Quality Indicator(PQI)重点关注了试验路段的均匀性。结果表明：第一,超大粒径级配碎石经过级配检验,证明其构成了紧密骨架密实结构,力学指标相比于骨架型级配碎石和连续型级配碎石均有较大提高;第二,通过试验路弯沉测试、雷达扫描和压实度检测,发现其作为沥青路面基层,具有强度高、连续性好、密实均匀的优点。因此,超大粒径级配碎石的应用研究对于防止路面反射裂缝的产生和公路长寿命服役有着一定的意义。     

水泥稳定碎石基层的级配优化

该文主要对水泥稳定碎石基层材料集料级配进行优化设计。通过改变水泥稳定碎石的结构为骨架密实结构,提出了新的适应于南方高温多雨地区的半刚性基层的优化级配范围。同时,通过基层材料含水量与强度的研究,发现用重型击实试验方法确定的最佳含水量大于抗压强度最高的含水量。     

振动成型级配碎石力学性能研究

从室内试验和现场检测两方面,就振动成型级配碎石基层的强度和模量进行研究,并对试验路进行了跟踪观测.研究发现,振动成型级配碎石的CBR值较重型击实有大幅提高,回弹模量高于相同应力状态下重型击实试件.采用振动成型级配碎石铺筑的基层现场CBR试验结果与同等压实度条件下室内CBR值吻合较好.这充分说明了振动成型级配碎石基层优良的力学性能和路用品质.     

客运专线级配碎石抗剪强度试验研究

针对客运专线基床表层级配碎石的特点,采用大型三轴试验,在低围压下研究了压实度、含水状态和排水（气）对其抗剪强度的影响,进行了条件相当的大型直剪试验,并对两种试验方法及相应抗剪强度指标的适用性进行了讨论,试验成果对工程设计和研究有一定的参考价值。     

沥青路面级配碎石层应力消散的细观研究

为了从细观角度阐释级配碎石作为应力消散层对半刚性基层反射裂缝的作用机理,利用离散元方法生成未设置和设置级配碎石层沥青路面结构的细观模型,模拟了上述两种路面结构在标准轴载作用下的响应过程,得到了两种路面结构的接触力分布、最大接触力、应力集中区域的y向平均应力和平均应变,以及集料颗粒的位移矢量.数值模拟结果表明:路面结构中产生的接触力主要沿荷载作用位置向下传递,设置级配碎石应力消散层后路面结构二中产生最大接触力比未设置级配碎石的路面结构一减小了6.1％,面层层底的平均应力、平均应变分别降低了11.79％,65.43％,集料的位移在路面表面附近最大,沿深度方向逐渐减小,路面结构一、二面层层底相同颗粒的位移分别为0.205 cm,0.126 cm,上述结果均体现了级配碎石对应力消散的效果.     

级配碎石基层沥青混凝土路面非线性力学响应分析

为了明确级配碎石柔性基层沥青混凝土路面结构层位功能,就沥青混凝土面层厚度、级配碎石基层厚度和模量3个路面结构参数对级配碎石柔性基层沥青混凝土路面进行非线性力学响应分析,结果表明:面层厚度增大,基层最大剪应力降低,且面层厚度为9 cm时面层剪应力最不利,12 cm时面层层底拉应力最不利;基层厚度对基层剪应力影响不显著,且当基层厚度为30 cm时,面层剪应力、层底拉应力均出现最小值;当增大基层模量时,面层最大剪应力、层底拉应力和基层最大剪应力均有不同程度降低.     

级配碎石基层在渝湛高速公路中的应用

依托渝湛高速公路粤境段工程,选用三种不同的结构组合方式进行了级配碎石基层的应用。根据材料特性采取了有针对性的施工工艺,通过弯沉、抗压回弹模量、变形模量以及压实度的检测,对施工方案进行了验证,并对级配碎石基层的养护管理进行了分析。     

多碎石沥青混凝土路用性能研究

该文通过试验研究,系统分析了多碎石沥青混凝土(SAC)的路用性能,包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能,研究了添加木质素纤维对多碎石沥青混凝土性能的影响,最后与密级配沥青混凝土进行了对比分析。结果表明,多碎石沥青混凝土是一种性能优良的沥青混和料。     

石灰粉煤灰微粘结级配碎石路用性能研究

为提高级配碎石的回弹模量和抗剪切强度,降低沥青路面的疲劳开裂的可能性,提高其抗车辙能力,在无粘结级配碎石中掺加适量的二灰结合料,形成微粘结碎石,使其同时具有半刚性基层和级配碎石基层的优点.试验结果表明二灰的加入可以提高级配碎石的和易性,当填充系数在0.9～1.1之间时,压实系数提高5%,28 d龄期的回弹模量达700 MPa,塑性变形可降低60%,渗透系数满足排水性能要求;二灰微粘结级配碎石的二灰最佳外掺量为5.0%～7.0%之间,二灰:碎石的比例范围在4.5:95.5～6.5:93.5之间,二灰的配比宜采用石灰:粉煤灰=1:4.     

级配碎石基层沥青混凝土路面剩余寿命预测和经济性分析

对运营近两年的沥青混凝土路面实测路表弯沉,再利用现行公路沥青混凝土路面设计规范的设计弯沉计算公式计算该路面还可承受的累计标准轴载作用次数,以此预估路面的剩余寿命,从而对级配碎石基层十水泥稳定碎石底基层沥青混凝土路面进行了经济性分析.结果表明,在路面总厚度不增加较大的前提下,与原设计半刚性基层沥青混凝土路面相比,级配碎石基层沥青混凝土路面更经济.     

提高级配碎石基层使用性能的方法

为了提高路面结构中级配碎石基层的回弹模量,通过材料设计、路面结构组合设计和施工工艺设计,对级配碎石基层的使用性能进行了研究。材料设计的目的是确定出使用性能较好的级配,这是提高其使用性能的内在因素;结构组合设计的目的是以刚性较强的半刚性材料作为级配碎石的底基层,充分发挥级配碎石的强度非线性性能;碾压程序和机具组合设计的目的是形成稳定、均匀的结构层,这是提高使用性能的保证。综合考虑以上因素的试验路模量反算结果表明:级配碎石的强度有大幅度提高。     

级配碎石基层在公路柔性路面中的应用

为了推广柔性基层路面的应用,阐述了级配碎石基层的路用性能,即防裂性、抗车辙性和排水性能.结合试验分析了级配碎石基层材料的基本性能,研究了级配组成设计、质量控制技术.严格材料技术指标,设计科学的级配组成及加强质量过程控制,才是提高级配碎石基层强度和稳定性的有效途径.工程实践效果表明:级配碎石基层具有良好的承载能力,适作为重交通路面结构层.     

基于室内振动搅拌的水泥稳定碎石性能研究

振动搅拌技术可使水泥更好地分散在水泥稳定碎石混合料中,并且使混合料的强度得到一定程度的提高,从而增加了半刚性基层的路用性能,但是,水泥稳定碎石混合料的拌和设备是工地施工中的大型振动搅拌机,进行水泥稳定碎石配合比设计时尚无室内振动拌和设备可用,以致于无法准确分析振动拌和与非振动拌和水泥稳定碎石的技术指标。针对此问题,结合实际工程项目,对室内集料击振筛进行改装,以模拟水泥稳定碎石的工地生产振动拌和设备。通过一系列试验建立改装的室内振动拌和设备与工地振动拌和设备的等效关系。研究内容包括：室内振动搅拌机的原理与参数分析,室内振动搅拌的水泥稳定碎石配合比设计,室内与工地振动搅拌的水泥稳定碎石无侧限抗压强度对比等。研究结果表明：室内振动拌和的水泥稳定碎石配合比设计结果优于工地振动拌和的设计结果,而且水泥稳定碎石无侧限抗压强度大于工地振动搅拌机拌和混合料的抗压强度;根据试验结果得出了改装的室内振动拌和设备对水泥稳定碎石混合料的最佳拌和时间,使改装的室内振动搅拌机达到了工地大型振动搅拌机的同样效果,可应用于水泥稳定碎石的配合比设计与施工。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能试验研究

对木质素纤维和玄武岩纤维的沥青胶浆以及沥青混合料的高温、低温性能进行试验,对比分析不同纤维的性能。采用动态剪切流变试验和锥入度试验评价纤维沥青胶浆的高温性能,延度试验评价低温性能;选取SMA-13沥青混合料,通过车辙试验研究两种纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用,劈裂试验评价低温抗裂性的改善效果。研究结果表明：玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能优于木质素纤维沥青胶浆;玄武岩纤维沥青混合料动稳定度和劈裂强度均要较木质素纤维高,且当玄武岩纤维掺量为0.3%~0.4%时其改善效果最佳。研究结果可为纤维在沥青混合料中的应用提供参考。