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。     

水泥稳定碎石的强度和模量随龄期变化规律

为了有效预防沥青路面的早期损坏,针对水泥稳定类基层的设计、施工控制和验收等指标存在的差异,通过室内试验,揭示水泥稳定碎石基层材料的无侧限抗压强度和抗压回弹模量随龄期的变化规律。结果表明:水泥稳定碎石基层材料的无侧限抗压强度和抗压回弹模量均随着龄期的增长而增长,两者的变异系数都随着龄期的增长而减小,并且其无侧限抗压强度和抗压回弹模量之间有着密切的关系。     

不同龄期对水稳基层强度与模量及其内在联系的影响研究

针对沥青路面水泥稳定类基层设计指标、施工控制指标以及竣工验收指标存在的不一致性,该文通过水稳基层材料室内试验探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抗压回弹模量的影响,指出了强度与模量随龄期的变化规律并分别建立了两指标随龄期变化的对数回归公式,以及同龄期下模量与强度的相关关系,为实现设计指标、施工控制指标以及竣工验收指标的一致性提供了理论依据,从而更好地控制水泥稳定基层的施工质量。     

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。     

聚丙烯纤维改善水泥稳定碎石抗裂性能的研究

为了减少水泥稳定碎石基层材料的开裂破坏,向水泥稳定碎石材料中掺加了适量聚丙烯纤维。通过对比研究掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和收缩系数等路用性能指标,认为聚丙烯纤维能够显著改善水泥稳定碎石材料的路用性能。并通过观察实体工程芯样照片和调查早期裂缝数量,进一步验证了掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石基层路用性能的优越性。     

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。     

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。     

粉煤灰对水泥稳定路面基层材料的性能影响研究

传统的水泥稳定类半刚性基层往往存在抗裂性差以及施工和易性不好等缺点,为了克服这些缺点,引入水泥粉煤灰稳定粒料这种新型半刚性基层材料。研究了掺不同剂量粉煤灰的水泥粉煤灰稳定粒料基层的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、回弹模量等路用性能,并同水泥稳定粒料基层的路用性能进行了对比。试验结果表明:利用10%粉煤灰等量替代碎石的水泥粉煤灰稳定碎石基层具有良好的路用性能,具有广阔的工程应用前景。     

水泥稳定建筑废弃物再生道路底基层的试验研究

为了研究建筑废弃物骨料在水泥稳定碎石道路底基层中应用的可行性,将5~10mm规格的建筑废弃物骨料、天然集料、水泥和水,通过配合比优化设计,制备水泥稳定再生底基层混合料,对其抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量、水稳定性和干缩等性能进行试验测试。结果表明:水泥稳定碎石混合料在掺入建筑废弃物再生材料后,完全能够满足规范中对底基层路用性能的相关要求,建筑废弃物再生材料可以用作道路底基层集料。     

水泥稳定碎石基层施工方案合理性研究

沥青路面水泥稳定碎石基层施工质量是影响路面使用寿命的重要因素。运用 kenpave 软件,以7、14 d龄期材料性能为输入参数,对养生龄期不同时实际施工车辆荷载引起的水泥稳定碎石层层底拉应力进行了计算。同时,采用单一变量的方法系统分析了路面结构层厚度、材料抗压回弹模量、荷载及施工方案对层底最大拉应力的影响。然后通过水泥稳定碎石基层层底拉应力与材料的弯拉强度的对比,研究了不同水泥稳定碎石基层施工方案合理性。     

全深式水泥稳定就地冷再生基层应用与耐久性能评价

为了将含有回收沥青路面材料及回收基层材料的废旧路面材料就地水泥冷再生后用于高速公路的基层,并能在短期内快速评价水泥就地冷再生基层的耐久性能,大广高速奈曼东连接线进行了全深式水泥稳定就地冷再生基层和骨架密实型水泥稳定碎石基层的劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度、动态压缩模量试验(中间段法)、干缩温缩应变、冻融循环水稳定性与抗疲劳耐久性等的对比研究,进而采用足尺加速加载试验评价了全深式水泥稳定就地冷再生基层的长期使用性能。研究结果表明,全深式水泥稳定就地冷再生混合料的7d无侧限抗压强度、弯拉强度、动态压缩模量完全能满足规范中高速公路基层的要求;相同试验条件下,水泥稳定就地冷再生混合料的强度特性、力学性能、抗冻性及疲劳寿命均小于新成型骨架密实型水泥稳定碎石混合料,但2种半刚性基层的承载能力相差不大;在持续荷载作用下,路面基层疲劳损伤累积会导致其承载能力不断衰减,随着试验轮加载次数增大,2种半刚性基层弯沉代表值持续增大,而弯沉增长率呈先显著增大后趋于平稳的变化趋势,全深式水泥稳定就地冷再生基层的承载能力衰减对重复荷载作用更加敏感。足尺加速加载试验加载了120万次后,全深式水泥稳定就地冷再生基层未发生疲劳开裂病害,也表现出了良好的耐久性能;建议改扩建工程中,宜将全深式水泥稳定就地冷再生基层应用于交通量较小的车道方向。     

水泥稳定钢渣道路基层材料工程应用研究

采用纯钢渣和钢渣粗集料加玄武岩细集料制备两种水泥稳定半刚性基层材料,通过击实试验确定了相应的最佳含水量和最大干密度,7 d无侧限抗压强度能够满足规范要求。使用纯钢渣混合料的半刚性基层材料,随着龄期的延长钢渣的活性逐渐显现,使得后期的抗压强度和回弹模量更高;膨胀率试验结果表明水泥稳定钢渣半刚性基层材料具有合格的稳定性。     

纤维半刚性材料用于道路基层的试验研究

通过室内试验研究了聚丙烯纤维对水泥稳定碎石半刚性基层抗压强度、抗拉强度以及静压回弹模量的影响。结果表明,纤维的掺入对水泥稳定碎石基层强度有一定的提高,可有效地降低回弹模量,有利于提高道路基层的抗变形能力。     

水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量Et的修订建议值

由于《公路沥青路面设计规划》（ＪＴＪ０１４－９７）已颁布实施，土基与基层材料的回弹模量较前有较大变化，则相应的水泥混凝土路面设计中土基与基层材料的回弹模量应进行修正。水泥混凝土跃同设计中基层顶面的当量回弹模量Ｅｔ也应有所修正。该文通过大量计算，拟定了水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量修订建议值，可以向有关设计、施工、管理及其他有关部门推荐采用。     

半刚性基层材料的结构特征

根据基层材料中粗集料和细集料的分布状态,将基层材料的结构划分为骨架密实、骨架孔隙、悬浮密实和均匀密实4种类型.依据粗集料压密后的剩余空隙体积和细集料、结合料一起压密后体积之间的相对关系提出了不同结构类型半刚性基层材料的室内检验方法,给出了骨架密实、骨架孔隙结构水泥稳定类半刚性基层材料的设计方法;并对不同结构类型水泥稳定碎石材料的抗压强度、劈裂强度、抗折强度、抗压回弹模量以及抗折回弹模量进行了试验研究.结果表明:不同结构类型的半刚性基层材料有着显著的性能差异,在满足强度指标的情况下,骨架密实结构比传统的悬浮密实结构有着更好的抗裂和抗冲刷性能.     

固化剂在水泥灰土稳定砂基层中的应用

为了减小水泥灰土稳定砂基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,对水泥灰土稳定砂材料的配比进行了研究,掺加了适量固化剂。通过对比研究掺加固化剂水泥土稳定砂和普通水泥灰土稳定砂各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和干缩系数等路用性能指标,认为固化剂能够显著改善水泥灰土稳定砂材料的路用性能。最后,通过电镜扫描和能谱分析方法,对其微观结构和粘结方式进行研究,进一步验证了掺加固化剂的水泥土稳定砂基层路用性能的优越性。     

低剂量水泥稳定白云质灰岩天然砂砾底基层的力学性能研究

对低剂量水泥稳定白云质灰岩天然砂砾在道路底基层的应用进行了力学性能研究,论证其是否适用于底基层结构层。通过无侧限抗压强度试验、弯沉测试及回弹模量试验,总结出低剂量水泥稳定白云质灰岩天然砂砾模量的取值范围,表明依托工程所用的低剂量水泥稳定白云质灰岩天然砂砾可用于底基层。     

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。     

沥青路面典型结构Top-Down裂缝尖端应力强度因子影响因素分析

借助ABAQUS有限元平台,分析水泥稳定碎石基层沥青路面与粒料基层沥青路面,TopDown裂缝尖端应力强度因子KII随路面结构参数、轴载及裂缝深度变化规律。结果表明,增加沥青层厚度与模量、基层厚度与模量、土基模量对沥青路面结构抑制Top-Down裂缝有益,而超载将对路面Top-Down裂缝产生严重不利影响;水泥稳定碎石基层沥青路面抗Top-Down裂缝能力大于粒料基层沥青路面。     

不同试验方法的水泥稳定碎石动态模量特性分析

水泥稳定碎石的动态模量是重要的材料参数之一,为研究水泥稳定碎石的模量特性,通过水泥稳定碎石材料的动态弯拉模量、动态抗压回弹模量,分析了不同测试方法和加载方式的影响。研究结果表明:水泥稳定碎石材料线弹性特征明显,其材料模量具有明显的应力依赖的非线性特征;其弯拉强度和弯拉模量具有较好的线性正相关性;单轴压缩试验方法得到的抗压弹性模量与材料的弯拉模量接近,且相关性好,采用单轴压缩试验方法测试水泥稳定碎石材料的动态模量简便、可行。