振动搅拌水泥稳定碎石路用性能的应用研究

针对普通搅拌时水泥稳定碎石混合料均匀性不足的问题，以太行旅游公路水泥稳定碎石半刚性基层建设为依托工程，对比研究了振动搅拌和普通搅拌两种搅拌工艺的水泥稳定碎石路用性能。结果表明：相同条件下，与普通搅拌相比，振动搅拌改善了新拌混合料的均匀性，不同水泥用量7 d无侧限抗压强度提高了21%～40%;水泥用量4%时平均失水率降低7.3%,振动搅拌水泥稳定碎石密实度更高；在满足3 MPa强度要求下，振动搅拌可节省水泥约16%,保证强度的同时大大提高了抗裂性能。研究表明，振动搅拌工艺水泥稳定碎石路用性能更好，更经济，是一种成熟的降本增效搅拌新方法，工程中可推广使用。     

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。     

搅拌工艺对水稳碎石均匀性与强度的影响

为了研究搅拌工艺对水泥稳定碎石混合料均匀性与强度的影响,采用集料筛分试验、水泥EDTA滴定试验以及无侧限抗压强度试验进行了普通搅拌工艺与振动搅拌工艺2种方案的对比研究。结果显示:第二次搅拌采用振动搅拌工艺,水稳混合料中关键筛孔通过率与水泥用量滴定结果的标准差与变异系数均明显减小,混合料搅拌均匀性得到显著改善;且显著提高了混合料7d与28d无侧限抗压强度,降低了强度标准差与变异系数。     

基于振动拌和工艺的水泥稳定碎石混合料路用性能研究

为了解不同水泥剂量下水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、干缩和温缩性能、抗冲刷性能等路用性能及其变化规律,采用振动拌和、振机无振动拌和、普通静力拌和3种不同搅拌方式进行研究,然后基于试验结果对振动拌和工艺的作用机理进行了分析。结果表明:1)振动拌和工艺加大了拌和激振力,增加了水泥稳定碎石混合料的拌和均匀性;2)相比振机无振拌与普通静力拌和方式,振动拌和工艺下水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度平均提高了30.8%、49.5%;振动拌和型水泥稳定碎石混合料的劈裂强度提高了46.1%;3)振动拌和工艺还能有效改善混合料干缩、温缩及抗冲刷等路用性能。     

骨架密实结构水泥粉煤灰稳定集料组成设计方法研究

通过研究推荐了适用于骨架密实结构水泥粉煤灰稳定集料的粗、细集料级配范围,并给出了混合料中水泥、粉煤灰、粗集料以及细集料等材料比例的计算方法,同时提供了计算过程中相关参数的确定方法。采用该法设计了水泥用量为4%、粉煤灰含量为11%、集料含量为85%的水泥粉煤灰稳定集料,并与水泥用量相同的悬浮密实结构水泥稳定碎石、骨架密实结构水泥稳定集料的抗压强度、温度和干燥收缩系数进行了对比试验。试验结果表明:采用上述计算方法设计的骨架密实结构水泥粉煤灰稳定碎石混合料中粗集料能够形成良好的骨架结构,同时在压实后整体密实,其28、90 d的抗压强度大于悬浮密实结构和骨架密实结构水泥稳定集料相应龄期的抗压强度,而且具有较小的温度收缩系数和干燥收缩系数。     

水泥稳定碎石搅拌方式研究

为研究振动搅拌技术相比于传统搅拌技术的优势,依托广东省兴华(兴宁—五华)高速公路工程,分别对采用传统拌缸与振动拌缸拌料施工的试验路段现场取样,进行室内筛分、水泥剂量滴定及无侧限抗压强度试验。结果表明,相较于传统搅拌技术,采用振动搅拌技术的水泥稳定碎石各档筛分结果的变异系数更小,7d无侧限抗压强度平均值提升约25%,振动搅拌技术在水泥稳定碎石混合料拌和均匀性上具有明显优势,且对初期强度的形成有明显改善作用。     

骨架密实型水泥稳定混合料成型方法试验研究

骨架密实型水泥稳定碎石能够提高基层强度和基层抗裂缝能力。介绍了骨架密实型水泥稳定碎石混合料配合比材料选择要求,以及振动成型与静压成型试验方法对比,根据现场施工的角度,对水泥稳定碎石混合料的振动成型试验检测进行阐述及检测评估。     

水泥稳定碎石基层振动搅拌工艺的应用

为验证振动搅拌工艺对水泥稳定碎石性能的影响,现场铺筑试验路,通过无侧限抗压强度、变异系数以及弯沉指标分析了振动搅拌相比普通搅拌的性能优势。结果表明:振动搅拌工艺显著提高了水泥稳定碎石7d与28d无侧限抗压强度,且降低了强度变异系数;振动搅拌工艺提高了水稳结构层的承载力,其弯沉平均值与代表值明显小于普通搅拌工艺。     

不同水泥稳定碎石混合料结构成型方式研究

主要研究振动击实成型和重型击实成型方式对骨架密实结构和悬浮密实结构相关指标的影响,分析不同成型方式下级配、最佳含水率、最大干密度及7d无侧限抗压强度的变化规律。结果表明,水泥稳定碎石混合料振动击实后级配较接近于原级配,重型击实对悬浮密实级配混合料的影响大于骨架密实级配混合料。     

骨架密实结构水泥稳定碎石抗裂基层技术研究

用振动法进行了水泥稳定碎石混合料级配的优化,并对优化结果进行了对比分析.试验结果表明:用振动法优化的骨架密实结构水泥稳定碎石基层的抗裂能力明显高于悬浮结构.根据室内试验确定了实体工程采用的材料配比,并用于工程实践.现场检测结果表明:经振动压实的骨架密实结构水泥稳定碎石混合料强度、抗裂特性与室内振动成型的混合料特性基本一...     

龄期对水泥稳定基层强度与模量的影响研究

针对沥青路面水泥稳定类基层存在着设计指标、施工控制指标、竣工验收指标的不一致性,文章通过对水稳基层材料的室内试验研究了不同龄期对骨架密实型水泥稳定碎石基层无侧限抗压强度和顶面抗压回弹模量的影响,并根据试验结果找出强度与模量随龄期的变化规律。研究结果表明:无侧限抗压强度与抗压回弹模量都随龄期单调变化,而且变化规律相似。     

磷石膏对水泥稳定碎石的路用性能影响试验研究

在5%水泥掺配比例条件下,掺入6%～14%磷石膏,开展磷石膏掺配于水泥稳定碎石用以对比其路用性能变化规律的试验与分析,研究对水泥稳定碎石试件的无侧限抗压强度的影响;对比3种不同磷石膏掺配比例级配碎石的级配变化、最佳含水率和最大干密度变化及3种碎石级配对应的各组试件强度变化,结合4.75 mm关键筛孔通过率确定合理级配选择;在同一磷石膏掺配比例的基础上控制3%～5%的水泥掺配比例,分析试件性能变化;分析掺配磷石膏的水泥稳定碎石材料的长期力学性能。研究结果表明：合理的磷石膏掺配比例可提升水泥稳定碎石强度;推荐8%的磷石膏掺配比例及40%的4.75 mm筛孔累计通过率对应碎石级配;在合理的掺配条件下,可将常规水泥稳定碎石的5%水泥掺量降低至4%,仍可满足使用要求。     

基于振动成型的水泥稳定碎石抗压强度影响因素分析

为研究振动法成型水泥稳定碎石试件取代静压法的可行性,通过无侧限抗压强度试验测试了振动法成型试件的力学性能,分析讨论了相关影响因素,并通过与静压法及实际工程钻芯取样进行对比,分析了水泥稳定碎石振动成型的优势。结果发现,在提高水泥剂量的基础上,较长的振动时间能够提升水泥稳定碎石的抗压强度;同样的养生时间下,较长振动时间下形成的水泥稳定碎石的抗压强度较大;静压成型试件的抗压强度显著低于实际工程,而振动法成型试件的强度与实际工程较为接近。     

水泥稳定碎石基层含水量对回弹模量影响的试验研究

路面半刚性基层的无侧限抗压强度与基层含水量的变化有关。采用现场承载板法测试了不同含水量基层的回弹模量,得出不同水泥掺量的水泥稳定碎石的含水量与回弹模量的关系。研究结果表明:水泥稳定碎石的回弹模量随着含水量的增大而减小。在低含水量和高含水量情况下,回弹模量变化趋势都较为平缓,当水泥稳定碎石的含水量状态处于第一界限含水量与第二界限含水量之间时,基层回弹模量对含水量的变化较为敏感。通过对比分析得出无侧限抗压强度高的水泥稳定碎石基层对含水量的变化最为敏感,从另一方面说明水泥掺量越大,基层回弹模量对含水量越敏感。基于试验结果,建议基层含水量应控制在4.5%最优含水量附近,可保证基层无侧限抗压强度不至于降低过大。     

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 %。     

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%。     

基于体积指标的多孔隙水泥稳定碎石设计方法

以集料的体积指标作为级配设计的基本参数,粗集料形成的骨架嵌挤结构为出发点,通过振动击实确定每档粒径集料的体积指标,并以该指标为基本控制参数,混合料设计空隙率为已知控制变量,同时引入Bailey设计方法中粗集料比(CA)用以控制混合料的离析,建立集料体积指标的关系表达式。得出骨架孔隙结构水泥稳定碎石的级配范围和设计级配。根据室内试验和理论分析得出多空隙水泥稳定碎石的含水量的确定方法。通过旋转压实和静压成型试件,分析并提出适宜的压实方案。建立压实次数和7 d抗压强度的关系。     

水泥稳定碎石结构层施工控制参数研究

水泥稳定碎石基层是我国高速公路常用的承重结构层,由于水泥用量不合理、施工工艺不科学,新建基层常常出现开裂情况,进而降低了道路的使用寿命。采用新水泥碎石混合料CBG-25断级配设计理论,计算出水泥稳定碎石混合料的级配组成;并通过不同级配和水泥剂量的无侧限抗压强度试验,且在此基础上研究了级配和水泥剂量对混合料强度的影响规律,结合实体工程实施效果阐述了水泥稳定碎石现场施工的控制要点。