水泥稳定砖与混凝土再生集料基层的性能研究

为了研究水泥稳定砖与混凝土建筑垃圾再生集料基层性能,采用扫描电子显微镜和工业CT分别对砖渣、旧混凝土和新集料的表面与内部结构进行扫描,开展了再生集料与新集料的基本特性试验,并进行了对比分析;针对不同掺量再生集料,开展了4种水泥剂量稳定基层混合料的7d无侧限抗压强度试验以及质量分数为4%的水泥稳定基层混合料的不同龄期无侧限抗压强度、不同龄期劈裂强度、90d抗压和劈裂回弹模量、抗冲刷、抗冻融、干缩与温缩等一系列系统室内试验,对比分析了试验结果;铺筑了试验路并进行了跟踪监测。试验结果表明:与天然集料相比,再生集料表面微孔隙多且内部含孔隙或微裂隙,其密度小、吸水率大、压碎值大;随再生集料掺量的增加,混合料的最大干密度和最佳含水率分别呈近似线性减小和增大;随再生集料掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压模量与劈裂模量均呈先增后减的变化规律,抗冲刷能力下降,抗冻融性能变化不大,干缩系数减小,温缩系数变大;7d无侧限抗压强度和90d劈裂强度均满足规范的要求;试验路性能良好,证明砖与混凝土再生集料用作半刚性基层材料是可行的。     

砖混再生集料用于水稳基层试验研究

为解决废弃建筑垃圾堆积造成环境污染和资源浪费的问题，将建筑垃圾破碎成砖混再生集料用于水泥稳定碎石基层，以实现其资源化利用，同时解决天然石料资源日益匮乏的问题。首先研究了砖混再生集料的性质，然后配制了6种不同再生集料掺量的水泥稳定碎石混合料，以抗压强度、劈裂强度、干缩性能和抗冲刷性能为指标，研究其路用性能。试验结果显示：相比天然集料，砖混再生集料具有密度小、压碎值较大、吸水率高的特点；随着再生集料掺量的增加，混合料的抗压强度和劈裂强度先增大再减小；干缩系数和抗冲刷损失质量随着再生集料掺量的增加而增大。当水泥剂量为4%时，不同再生集料掺量的水稳碎石混合料强度范围为3.9 MPa～5.4 MPa,可满足不同交通量的高速公路和一级公路基层强度要求。     

水镁石纤维对再生基层材料路用性能的影响

为了改善再生基层材料路用性能,选取不同水镁石纤维和水泥的掺量作为关键影响因素,采用无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、抗弯拉强度试验和抗压回弹模量试验,评价影响因素对再生基层材料的路用性能影响;采用干缩和温缩性能试验,评价不同水镁石纤维掺量对再生基层材料收缩性能的影响。研究结果表明:增加水镁石纤维和水泥的掺量对再生基层材料各项力学性能有所增强,但水镁石纤维对再生基层材料的不同性能改善略有差异。其中,随着纤维掺量的增加,在掺量小于4%时,再生基层材料的劈裂强度与抗弯拉强度为阶梯式增加;在掺量大于等于4%时,其增长速度相对缓慢。此外,掺入水镁石纤维对再生基层材料的干缩和温缩性能也均有所改善。     

水泥粉煤灰稳定再生集料的路用性能研究

采用水泥粉煤灰作为无机结合料稳定再生集料,研究再生集料掺量、来源、龄期、外加剂等因素对水泥粉煤灰稳定碎石路用性能的影响。试验结果表明:水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度以及弯拉强度随再生集料掺量的提高均呈先增大后减小的趋势,并在80%再生粗集料掺量时达到峰值;100%再生粗集料掺量时,混合料的强度比80%掺量略有降低,但仍高于全天然集料混合料的强度。使用再生细集料的全再生集料混合料的强度比100%再生粗集料混合料的强度提高大约30%;再生集料来源、成分与处理工艺影响水泥粉煤灰稳定再生碎石的力学指标;再生集料显著增加了混合料的干缩应变,采用专用外加剂可使再生集料混合料的应变接近天然集料混合料,建议在水泥粉煤灰稳定再生碎石配合比设计阶段增加干缩控制指标,推荐28d干缩应变不大于300×10-6。     

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。     

再生集料用于水泥稳定碎石基层中的抗疲劳性能研究

该文以建筑废弃物再生集料为主要研究对象,开展基本性能试验,在不同水泥剂量(4%、5%)下,探究不同再生集料掺量(0%、25%、50%、75%)以及砖混凝土比例(1∶9、2∶8、3∶7)下水稳再生混合料的无侧限抗压强度、抗弯拉疲劳性能。研究结果表明:随着水泥剂量、再生集料的掺量以及砖混凝土比例的增加,水稳再生混合料的最大干密度减小,最佳含水率增大。在最不利情况下,4%水泥剂量满足在重交通荷载下,二级及二级以下公路底基层的要求。5%水泥剂量满足中等、轻交通下的高速公路、一级公路基层的要求。随着再生集料掺量与砖混凝土比例的增加,其疲劳寿命差异逐渐加大,再生集料掺量与砖混凝土比例对于水稳再生混合料疲劳寿命的影响曲线呈现良好的线性关系。     

掺铣刨料的水泥稳定碎石基层材料路用性能研究

为将道路改扩建产生的铣刨料进行再生利用以实现资源节约和环境保护,文中针对铣刨料进行水泥稳定碎石基层材料研究,分别选用掺量为0%～40%不等的铣刨料进行碎石材料的配合比设计,根据碎石材料无侧限抗压强度、抗压回弹模量、抗弯拉强度、劈裂强度、干缩应变等指标,探究掺铣刨料的水泥稳定碎石基层材料路用性能变化规律。     

不同建筑垃圾掺量的水泥稳定级配碎石混合料性能

基于无侧限抗压强度试验、弯拉强度试验、动态压缩模量试验、温缩与干缩试验与三分点加载疲劳试验，研究建筑垃圾再生集料（CWRM）掺量对水泥稳定级配碎石混合料力学性能、变形特性与抗疲劳耐久性能的影响，建立建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料力学性能之间的相关性。研究表明：随着CWRM掺量的增大，建筑垃圾再生集料水泥稳定碎石混合料的力学强度降低、干缩系数与温缩系数增大，同时抗疲劳耐久性能降低。建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料具有良好的抗疲劳耐久性能，建议适宜的CWRM掺量不超过40%，且水泥掺量宜为4%～6%。     

水泥粉煤灰稳定碎石力学特性研究

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石力学特性,该文研究了养生龄期、粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量的影响规律。结果表明:随着龄期的增长,水泥粉煤灰稳定碎石的力学性能均随之增大;粉煤灰的掺加对水泥稳定碎石早期无侧限抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,随着粉煤灰掺量的增加,无侧限抗压强度和劈裂强度先增大后减小,存在最佳掺量;在进行混合料设计时,可以适当降低7d强度,建议以90d强度作为设计强度;随着粉煤灰掺量的增加,回弹模量呈减小的趋势。随着养生龄期的增长,材料的压折比逐渐降低,弹强比逐渐提高,随着粉煤灰掺量的提高,材料的压折比先减小后增大,弹强比逐渐降低。     

碱激发废旧混凝土道路基层材料在马桥河路改建工程中的应用

该文主要对碱激发废旧混凝土道路基层材料的应用进行了研究。试验首先对比了天然集料与混凝土再生集料性能;其次按规范和设计要求对混合料相应指标进行试验和控制。混合料测试指标有延时成型强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩性、抗冲刷性能,从混合料路用性能测试结果得出,同等材料掺量条件下,碱激发废旧混凝土道路基层材料各项性能指标优于水泥稳定再生集料;最后将碱激发废旧混凝土道路基层材料应用于马桥河路改建工程中,实现原材料成本节约40%,同时,该项目对推进建筑固废物资源化利用具有深远意义。     

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。     

旧沥青混凝土对水泥稳定再生混合料性能的影响

针对水泥稳定全深式路面就地再生基层技术应用过程的关键问题——旧沥青面层材料和半刚性基层材料如何合理地结合,采用力学试验方法,探讨了旧沥青混凝土掺量和老化程度对水泥稳定再生混合料性能的影响规律。试验结果表明:随着旧沥青混凝土掺量的增加,再生混合料的强度和模量逐渐降低,干缩性能提高;随着旧沥青混凝土老化程度的增加,再生混合料的强度和模量逐渐提高,干缩性能降低;当旧沥青混凝土老化程度较低时,掺量是影响再生混合料性能的主要因素。     

纤维增强水泥稳定碎石路用性能研究

本文选取玄武岩纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维三种常用工程纤维,系统研究纤维种类和掺量对对水泥稳定碎石混合料抗拉强度、抗压强度、抗压回弹模量和干燥收缩等性能的影响规律,以期为经济抗裂型水泥稳定碎石配合比设计提供参考。试验结果表明纤维的掺入对水泥稳定碎石抗压强度影响较小,对劈裂强度、抗压回弹模量、干缩系数和温缩系数影响均较为显著。玄武岩纤维对水泥稳定碎石劈裂强度和抗压回弹模量影响最为显著,聚酯纤维改善干缩系数效果最好,聚酯纤维和聚丙烯纤维改善温缩系数效果相当。     

水泥稳定再生骨料混合料力学性能研究

该文论述了在对再生骨料混合料级配进行调整的基础之上,研究再生骨料不同掺量下基层混合料的力学性能。试验结果表明:随着再生骨料掺量增加,水泥稳定再生骨料混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均呈现增加的趋势,在再生骨料掺量75%附近点均出现峰值,通过线性回归分析,三个强度指标存在很好的线性相关性,相关系数都在0.9以上。     

水泥稳定废粘土砖再生集料基层材料性能试验

为研究掺入废砖块集料后水泥稳定碎石性能的变化规律,在试验中将废砖块集料按20%,40%,60%,80%和100%的比例（质量分数,后同）分别替代粗、细集料配制成2组集料后,用5%水泥拌和制备试件,并测试了混合料的击实特性和试件的抗压、抗折强度、抗压回弹模量、干缩以及抗冻性。结果表明：废砖块集料含量多的混合料最大干密度较小而最佳含水率较大;随着废砖块集料含量的增加,试件抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变和抗冻指数随之下降,而-15℃～40℃温缩应变随之增大;为满足规范对基层强度的最低要求,建议混合料中废砖块集料替代天然粗集料或细集料的替代率分别不要超过70%和90%;另外,在冬季严寒地区,还应该考虑废砖块集料的使用引起的强度损失。     

橡胶纤维水泥稳定碎石路用性能研究

对公路基层广泛采用的水泥稳定碎石的路用性能进行研究,采用橡胶颗粒混掺聚丙烯纤维增强该种稳定材料的路用性能。根据材料抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度、冻融劈裂及材料干缩试验验证橡胶纤维水泥稳定碎石基层的路用性能改善结果。结果表明,传统水泥稳定碎石基层混掺橡胶颗粒及聚丙烯纤维后,抗拉强度、抗冻性、干缩特性均有明显改善。采用该种材料可以有效降低车辆荷载作用下基层开裂的概率,对降低半刚性基层沥青路面反射裂缝有重要意义。     

水泥乳化沥青稳定再生集料干缩性能研究

针对水泥稳定再生集料抗干缩性能差的问题,将乳化沥青掺入到水泥稳定再生集料中,增加其柔性。通过干缩试验,研究了乳化沥青掺量和水泥剂量对水泥乳化沥青稳定再生集料干缩特性的影响规律。研究结果表明:乳化沥青的加入可以显著提高水泥稳定再生集料的抗干缩性能;水泥乳化沥青稳定再生集料的干缩应变和干缩系数随着乳化沥青掺量的增加而减小;随着水泥剂量的增加,水泥乳化沥青稳定再生集料的累计失水率、干缩应变和干缩系数均呈逐渐增大的变化趋势。     

高模量沥青混合料力学性能试验研究

为了研究高模量剂掺量对沥青混合料力学性能的影响,通过劈裂强度、静态回弹模量和动态模量等试验,分析了高模量剂在不同掺量、不同温度条件下对沥青混合料劈裂强度、抗压强度、静态回弹模量、动态模量和相位角等指标的影响。结果表明:高模量剂的加入能明显提高劈裂强度,但其掺量不宜超过0.6%;随着高模量剂掺量的增大,抗压强度和静态回弹模量逐渐增大,当掺量由0%增至0.7%时,抗压强度和静态回弹模量分别提高30.8%和49.4%;高模量剂掺量对动态模量的影响小于静态回弹模量;高模量剂的加入对相位角的影响很小,表明高模量剂对沥青混合料的黏弹特性影响较小。     

结构类型对水泥稳定碎石性能的影响

通过室内试验对3种不同粗集料含量水泥稳定碎石的强度、模量、收缩性能以及抗冲刷性能进行了测试。试验结构表明:在水泥用量、养生条件相同时,粗、细集料含量适中的水泥稳定碎石的抗压强度、抗压回弹模量略大于粗集料含量较少而细集料含量较多的水泥稳定碎石;粗集料含量较少而细集料含量较多时水泥稳定碎石的劈裂强度、抗折强度、抗折回弹模量最大,粗集料含量多而细集料含量少的水泥稳定碎石的各种强度、模量最小;粗集料含量较少而细集料含量较多的水泥稳定碎石平均温缩系数、平均干缩系数和冲刷量最大,粗、细集料含量适中的水泥稳定碎石次之,粗集料含量较多而细集料含量较少的水泥稳定碎石最小。     

左权铁尾矿在高等级重载公路基层中应用研究

为实现左权铁尾矿资源在国道207路面基层中的应用,研究了左权铁尾矿特性与其对基层材料的路用性能的影响。结果表明：左权铁尾矿性能稳定,经破碎分选制备的铁尾矿粗、细集料性能均满足高等级重载公路要求,铁尾矿细集料中云母含量高,导致水泥稳定铁尾矿强度低,降低细集料掺量,并采用水泥复合稳定,可大幅提高强度。水泥复合稳定铁尾矿90 d抗压强度、劈裂强度、回弹模量和抗冻、抗收缩性能均明显高于水泥稳定碎石,在国道207线的应用效果良好,经济效益凸显。