多孔隙聚氨酯碎石混合料强度及路用性能

为了给多孔隙聚氨酯碎石透水路面设计与施工提供参考,针对多孔隙聚氨酯碎石混合料(P P M)强度特性和路用性能开展试验研究。首先采用立方体无侧限抗压试验和矩形梁抗折试验对PPM的强度和模量进行了测试,研究成型方法、养护时间、胶水用量、碎石形状、孔隙率等因素对其强度的影响,通过全过程荷载-应力试验对 PPM 强度特性及破坏机理进行研究;然后针对PPM的抗变形性能、水稳定性能、抗滑性能、抗疲劳性能、抗腐蚀性能以及耐老化性能等路用性能展开试验。结果表明：胶水用量质量分数在4%~6%时,PPM抗压强度介于6~10 MPa,抗折强度介于4~6 MPa,胶水用量和碎石形状对PPM强度影响显著,成型方法和养护时间、温度对其最终强度几乎没有影响;PPM具有较好的抗变形能力、抗滑性能、抗疲劳性能、抗腐蚀性能及耐光热老化性能,但其水稳定性一般,5次冻融循环后抗压强度损失率约为15%。     

聚氨酯碎石透水路面胶水用量试验研究

聚氨酯碎石透水路面(Porous Polyurethane Gravel Pavement,以下简称PPGP)是由聚氨酯胶水与单级配或间断级配骨料按一定配比拌和而成的新型路面结构,透水透气性较好,但由于缺乏系统深入的研究,目前还只是小规模应用于大型广场、人行道、景观道路及停车场等轻交通道面铺装。通过"非标准肯塔堡飞散试验"和"析漏试验"对PPGP胶水用量范围展开试验研究;在此基础上以强度为设计指标,通过分析PPGP抗压及抗折强度随胶水用量的变化规律确定出PPGP的最佳胶水用量。试验结果表明:PPGP-A、PPGP-B和PPGP-C胶水用量范围依次为2.6%~6.6%、2.8%~5.2%、3.6%~7.3%,而最佳胶水用量则依次为:3.7%、3.9%和4.8%。     

基于低碳视角的透水慢行系统结构生态效果评价

为完善透水慢行系统结构生态效果评价体系,通过渗透系数试验、现场渗透试验、吸声系数试验及路面温度调查,研究透水慢行系统的排水效果、降噪效果和降低城市热岛效应,并提出相应分级标准.结果表明:透水慢行系统生态效果明显,沥青混合料的渗透系数随空隙率和连续空隙率的增大而增大;无砂混凝土与级配碎石叠合基层的渗透速率最快,级配碎石基层次之,水泥稳定碎石和级配碎石叠合基层最慢;沥青混凝土吸声系数峰值与均值总体随空隙率增大而提高,相同连续空隙率下,小粒径吸声优于大粒径,相同空隙率下小粒径性能反而下降,透水性混凝土的吸声系数随空隙率增大而增大;透水路面路袁与中面层温度差值远远大于其他几种路面结构.     

基于体积填充理论的大孔隙基体沥青混合料矿料级配设计研究

针对大孔隙基体沥青混合料的设计需要,提出了基于体积填充理论的矿料级配设计方法。根据逐级插捣试验设计主骨架,实测其空隙率,然后根据主骨架空隙率以及沥青混合料设计空隙率,确定细集料及沥青用量,使细集料体积、矿粉体积、沥青体积及预留空隙体积的总和等于主骨架集料空隙体积。这种方法不但能够针对不同功能需要调整设计空隙率,而且能够考虑不同地区、不同工程的矿料性质的差异性,为类似混合料的设计提供了良好的借鉴。     

粗集料强度和棱角性对级配碎石合成级配影响的试验研究

针对级配碎石混合料,采用振动成型法试验,研究了粗集料强度和棱角性对混合料最终级配的影响。试验结果表明,粗集料强度和棱角性对级配碎石混合料的最终级配都有显著影响。尤其是当集料压碎值大同时针片状含量也大的时候,这种叠加效应下的影响最为显著。     

碎石高聚物复合多孔材料强度特性试验研究

采用室内试验对碎石高聚物复合材料的抗压和抗折强度进行了研究,分析了材料配合比、碎石粒径等因素对其强度的影响,同时还进行了耐光热老化试验和耐水流冲刷侵蚀试验。结果表明:碎石高聚物多孔材料的强度主要来源于高聚物胶黏剂的氧化固结作用和碎石集料间的相互嵌挤,前期增长迅速,后期逐渐趋于平稳;胶粘剂用量、碎石粒径、养护龄期等因素均会对其强度产生影响,其中胶黏剂用量、碎石粒径对强度影响显著;在光热条件综合作用下,碎石高聚物多孔材料强度有所降低;在不同的水流作用下,碎石高聚物多孔材料基本都不会产生冲刷侵蚀。     

聚氨酯级配碎石层特性研究

针对高速列车荷载与水耦合作用下级配碎石层水致损伤问题，通过室内模型试验，探讨水环境-动载耦合作用下，聚氨酯级配碎石层的长期受力和变形规律，得出如下结论:聚氨酯掺量达到8 %时，聚氨酯级配碎石孔隙率达2 %左右，聚氨酯成膜厚度较厚，浸水后聚氨酯级配碎石的抗压强度、抗折强度以及回弹模量基本保持不变；在长期动载作用下，聚氨酯级配碎石层累积变形、动压力以及动孔压在注水前后变化较小，有良好的力学行为和防水效果。     

基于贯入阻力测试系统的聚氨酯混凝土压实时机确定方法

为了解决实际工程中聚氨酯混凝土因强度形成影响因素多而导致压实时机难以确定的问题，提出一种便捷直观的压实时机确定方法。首先针对自主研发的聚氨酯混凝土设计了一种贯入阻力测试系统，将容许空隙率（1.5%~4.0%）作为压实效果评价标准，通过重复性试验确定可压实贯入阻力范围值，提出以聚氨酯混凝土贯入阻力量化其固化反应程度的方法，进一步建立以催化剂用量为唯一可控因素的施工可压实时间预测模型。试验结果表明：在温度、湿度及催化剂用量代表性组合的试验条件下，当聚氨酯混凝土的贯入阻力在可压实贯入阻力值范围（0.20 kN±0.03 kN）内时，其马歇尔试件空隙率可满足容许空隙率（1.5%~4.0%）范围要求，相应的可压实时间预测模型相关系数高（R²=0.89）且差异性极显著。工程实例验证了该方法的可行性及可靠性。     

沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法

在多年冻土、重冰冻等地区的低温、大温差特殊条件下,沥青稳定碎石基层易产生低温收缩开裂,导致路面破坏。通过沥青稳定碎石大马歇尔试件的温度收缩、低温弯曲等试验,分析了矿料级配组成、沥青用量等因素对混合料低温抗裂性能的影响。分析得出,利用沥青稳定碎石的强度试验与马歇尔试验结果,综合确定的最佳沥青用量更为合理;矿料级配组成对混合料温度收缩系数的影响较小,空隙率是影响混合料温度收缩系数的主要因素;适量增加沥青用量可以显著提高沥青稳定碎石的弯拉强度和变形能力;单一指标无法科学评价沥青稳定碎石的低温抗裂性能。研究提出了以温度应力比和弯曲应变能为指标的沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法。     

基于自愈合性能的沥青混合料设计因子研究

为了解决我国沥青混凝土道路养护中的路面开裂问题,为沥青路面建设与预防性养护提供数据支持,为区域养护政策与标准制定提供理论支撑,特针对当下公路沥青路面和城市道路沥青路面中普遍存在的开裂病害进行了自愈合性能影响因子研究。为了更好地模拟道路开裂和研究自愈合性能影响因素,从沥青混合料配合比设计着手,基于四点小梁弯曲疲劳试验,通过N_(fNM)方法中的评价方法,选取疲劳恢复率作为评价指标,采用单因素方法对沥青混合料的空隙率、沥青用量、沥青种类及级配等因子进行了系统研究,并选用灰关联分析研究各因子显著影响水平。结果表明:首先,沥青混合料的自愈合能力与其空隙率成反比关系,随空隙率的增大,其疲劳寿命恢复率减小;其次,沥青混合料的自愈合能力与沥青用量成正比关系,随沥青用量的增大,其疲劳寿命恢复率增大;再者,SBS改性沥青混合料的自愈合能力要比普通沥青混合料更好,且随改性沥青的基质沥青标号的增大而增大;最后,不同级配的沥青混合料,其疲劳恢复率也是不一样的,随着最大公称粒径的增大,其疲劳寿命恢复率减小。同时,灰关联分析结果显示,沥青种类对沥青混合料的自愈合能力的影响是最显著的,其次沥青混合料的空隙率和沥青含量对其自愈合能力的影响较显著,而级配类型对沥青混合料的自愈合能力影响则不显著。     

透水水泥稳定碎石基层混合料材料组成和室内性能试验研究

针对水泥稳定碎石基层应具有透水、一定的强度及抗收缩的特性,设计级配选用骨架孔隙结构,用体积法来设计级配,以空隙率和7 d无侧限抗压强度为控制指标.把水泥、粉煤灰和膨胀剂一起当做胶结料,采用内掺法进行胶结料的组分设计.由空隙率测试、抗压强度试验、弯拉强度试验和干缩、温缩试验结果,确定了透水水泥稳定碎石基层材料组成的最佳胶...     

水泥稳定碎石强度影响因素的试验研究

文章通过试验分析了级配类型、试件尺寸、水泥剂量、水泥品种、集料类型等因素对水泥稳定碎石7d无侧限抗压强度的影响规律,以及分析了不同的针片状颗粒含量、不同的延迟时间对水泥稳定碎石不同龄期的无侧限抗压强度和劈裂强度的影响,为强度的合理限值提供依据。     

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。     

沥青碎石抗离析性能评价体系

为了评价沥青碎石抗离析特性,研发了沥青混合料抗离析测试仪,提出沥青混合料抗离析性能测试方法,并提出以集料离析值作为沥青混合料抗离析性能的评价指标;采用浸水马歇尔试验、车辙试验和小梁弯曲试验等方法,研究了离析程度对沥青碎石技术特性的影响;综合平衡考虑各方面性能,提出了沥青碎石抗离析性能推荐评价指标。结果表明:集料离析值对沥青碎石技术特性影响显著;随着粗集料离析程度的增大,其空隙率和渗水性增大,水稳定性、低温抗裂性和强度降低,高温稳定性先增大后降低;随着细集料离析程度的增大,其空隙率和渗水性减小,水稳定性和低温抗裂性提高,高温稳定性和强度降低。     

粗集料棱角性对水稳河滩料强度和干缩特性影响的试验研究

针对粗集料棱角性对水稳混合料路用性能（强度和干缩特性）的影响展开试验研究。试验结果表明,粗集料不宜含有较多的浑圆状颗粒和针片状颗粒,其松装空隙率宜控制在43%～45%,振装空隙率宜控制在41%～43%。此外,全部破碎颗粒中混入不超过20%的浑圆状颗粒可以有效减少松（振）装空隙率和针片状含量,对提高混合料无侧限抗压强度有利;含有不超过20%浑圆状颗粒的粗集料与全部破碎的粗集料相比,其劈裂强度相差不大。干缩试验表明,拐点失水率与合成矿料骨架空隙率有一定关系,骨架空隙越大,拐点失水率也越大;当粗集料中含有较多的浑圆状颗粒时,其干缩系数拐点失水率相对较小。     

沥青混合料抗冻融循环性能的试验研究

通过对不同级配混合料做冻融循环试验 ,用无破损的方法测定了试件的强度与冻融循环次数的关系 ,分析了空隙率、级配等对沥青混合料冻融循环稳定性的影响 ,提出了冰冻地区满足冻融循环稳定性的要求空隙率     

沥青玛蹄脂碎石混合料高温抗车辙性能试验研究

通过大量室内的马歇尔和车辙试验,分析了沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)的矿料级配、温度、碾压次数及沥青用量对其高温性能的影响。通过对试验结果进行分析,得出矿料级配、碾压温度与次数、佳沥青用量等结果,对同类施工具有参考意义。     

级配碎石强嵌挤骨架密实级配

为了提高级配碎石力学性能,采用逐级填充方法以空隙率最小为原则优化得到粗集料级配,通过变化粗细集料比例、细集料级配以研究级配碎石物理力学特性,初步提出具有优良物理力学特性的级配。在此基础上,进一步深入研究筛孔通过率对级配碎石力学性能的影响规律,以力学性能最优为原则,提出强嵌挤骨架密实级配,并通过颗粒流模拟技术予以验证。结果表明,与已有文献中骨架密实级配碎石相比,本文提出的骨架密实型级配力学性能最优,CBR达500%～550%,围压100、300、500 kPa和700 kPa时的剪切强度分别为0.28、0.78、1.78 MPa和2.45 MPa,实现了强嵌挤的目的。     

影响沥青混合料抗剪强度的试验研究

通过对影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,研究不同的集料类型、沥青混合料级配、沥青用量以及压实度因素对抗剪强度参数的影响。结果表明:沥青是影响最大抗剪强度的主要因素,集料特性对混合料的内摩阻角影响显著;在最佳沥青用量附近,混合料的最大抗剪强度达到最大值;最大抗剪强度随着压实度增大、空隙率减小而增大,可以通过增加压实度使沥青路面抗剪能力增大。     

废瓷砖再生砂掺配率对砂浆强度的影响及机理分析

固定水泥的用量比例与稠度制作砂浆试件,对五种废瓷砖砂掺配率、四个养护龄期下的砂浆进行抗压强度和抗折强度试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察细骨料以及骨料-水泥石界面的微观形貌,分析砂浆强度增长机理。试验结果表明,在同等试验条件下,随着废瓷砖砂掺配比率的增加,砂浆抗压强度增加,掺加废瓷砖再生砂可提高砂浆强度等级1~2个级别。五种砂浆的抗压强度与抗折强度均随养护龄期的增加呈现线性增长规律。SEM图像显示废瓷砖再生砂碎裂面为粗糙的层状多孔结构,与天然砂掺配使用增大了混合砂的骨料机械咬合力以及细骨料-水泥石的界面粘结力,从而提高了废瓷砖再生砂浆的整体强度。建议优先选用质地坚硬、干净无杂质的废弃贴面瓷砖作为原材料,采用两次以上破碎方式加工废瓷砖再生砂,以保证废瓷砖再生砂砂浆的强度。