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。     

公路基层聚丙烯纤维水泥稳定土力学性能试验研究

在水泥稳定土中掺入不同长度、不同掺量的聚丙烯纤维,制备了聚丙烯纤维水泥稳定土(PFCS),通过击实试验确定最佳含水量及最大干密度,采用抗压强度试验及抗劈裂性能试验,分别研究了聚丙烯纤维的掺入对水泥稳定土的抗压强度及抗劈裂性能的影响。结果表明:掺入5%水泥的PFCS最佳含水率与干密度分别为17.3%、1.749g/cm~3;当水泥与聚丙烯纤维掺量相同时,PFCS的无侧限抗压强度随养护龄期的增加而提高,且纤维长度越长对水泥稳定土基体的裂缝抑制作用越明显;随着纤维掺量及长度的增加,水泥稳定土7d无侧限抗压强度随之增大,抗裂性能显著增强。     

高韧性纤维水泥稳定碎石路用性能研究

反射裂缝是沥青路面半刚性基层中常有出现的问题,研究提出将自主研发的特种高韧性纤维掺入到水泥稳定碎石中,达到改善其抗裂性能的目的,通过测定多种纤维掺量水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度、单轴压缩模量及收缩系数,分析该特种高韧性纤维对水稳碎石材料性能影响的变化规律。试验结果表明：随着纤维掺量逐渐大,水泥稳定碎石养护7、28、90 d的无侧限抗压强度和劈裂强度均呈现先增大后减小的趋势,且各种指标强度均在1‰纤维掺量时最大,单轴压缩模量在2‰下有最大值。养护90 d的无侧限抗压强度和劈裂强度在掺入1‰纤维后分别提高14.1％和9％;掺加特种高韧性纤维能够改善水稳碎石材料的收缩性能,纤维掺量为1‰时,温缩系数和干缩系数分别比不掺时提高14.1％和12.8％。     

聚酯纤维对水泥冷再生稳定碎石强度影响的试验研究

为了揭示聚酯纤维水泥冷再生稳定碎石的强度特征,通过室内试验研究了纤维含量、纤维长度和废旧路面材料掺量对水泥冷再生稳定碎石无侧限抗压强度和劈裂强度的影响规律.结果表明:聚酯纤维的掺入能够显著提高无侧限抗压强度和劈裂强度,且当聚酯纤维含量为0.7‰时,无侧限抗压强度和劈裂强度均达到最大值,分别为素水泥冷再生稳定碎石的1.18倍和1.30倍;无侧限抗压强度和劈裂强度随着废旧路面材料掺量的增加而降低,且当废旧路面材料掺量超过30％后,无侧限抗压强度迅速衰减,但掺入不低于0.5‰的聚酯纤维可有效缓解这种不利情况的发生;无侧限抗压强度和劈裂强度随纤维长度的增加而增加.以力学性能最优为原则,综合考虑经济性,建议纤维用量为0.7‰、纤维长度为7 cm、废旧路面材料掺量为30％.     

聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土力学与收缩特性试验研究

为促进红黏土分布地区道路建设,进一步解决二灰稳定红黏土存在的脆性破坏和收缩开裂等问题,研究采用掺入0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土,并通过击实试验、无侧限抗压强度试验、抗弯拉强度试验、温缩特性试验以及干缩特性试验,分析聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土的力学与收缩性能与养护龄期和纤维掺量的关系。试验结果表明:虽然聚丙烯纤维对二灰稳定红黏土早期的抗压强度、抗弯拉强度以及温缩和干缩系数的改善效果并不明显,但随着养护龄期的增加,聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土的后期抗压强度和抗弯拉强度得到较大提高,破坏韧性得到提升,温缩系数和干缩系数与未掺加聚丙烯纤维的材料相比显著减小。综合考虑试验结果及经济性,在二灰稳定红黏土中掺加0.45%的聚丙烯纤维能够有效改善二灰稳定红黏土的土体强度,提升抗变形能力,抑制收缩开裂,使其满足公路基层的技术要求。     

二灰稳定钢渣路面基层的试验及应用研究

对二灰稳定碎石混合料以钢渣取代碎石集料,对其进行配合比设计。并以水泥粉煤灰稳定钢渣混合料为对照,通过室内试验对二灰稳定钢渣混合料的路用性能进行研究。试验表明,相比于二灰稳定石灰岩碎石,二灰稳定钢渣的早期强度增长略慢,两者在各龄期下的抗压强度相差不大;二灰稳定钢渣的劈裂强度要远大于二灰稳定石灰岩碎石与水泥粉煤灰稳定钢渣。工程实例表明,采用二灰稳定钢渣作为路面基层材料,路面基层的强度与抗变形能力优异,路用性能良好。     

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。     

剑麻纤维改性水泥稳定碎石力学性能研究

将剑麻纤维掺入水泥稳定碎石材料中作为公路基层,其研究和利用均较少。本文研究了掺入不同比例剑麻纤维水泥稳定碎石材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度和抗冲击性能。结果表明:剑麻纤维对水泥稳定碎石的无侧限抗压强度略有改善,但提高幅度不大,对劈裂强度、抗弯拉强度和抗冲击性能的改善效果较明显。因此将剑麻纤维水泥稳定碎石用于公路路面基层,必将提高基层的综合力学性能,减少早期破坏,达到延长路面使用寿命的目的。     

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。     

玻璃-聚酯混掺纤维水泥稳定碎石收缩性能研究

为了减小水泥稳定碎石材料的收缩变形,提高水泥稳定碎石基层材料的抗裂能力,本文将聚酯纤维与玻璃纤维,以单掺和复掺两种不同方式掺加入水泥稳定碎石中,研究纤维种类、掺量和龄期对水泥稳定碎石力学性能和收缩性能的影响规律。试验结果表明:掺加纤维可以提高水泥稳定碎石的无侧限抗压强度,改善基层材料的收缩性能,其中玻璃—聚酯纤维混合掺加入基层材料中,能够显著改善水稳碎石材料的力学性能和收缩性能。     

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。     

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 %。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗拉强度试验研究

根据大量试验结果,分析了试件养护龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量的变化对聚丙烯纤维水泥稳定碎石劈裂抗拉强度的影响,并得出了相应的影响规律。结果表明:聚丙烯纤维的掺加对水泥稳定碎石抗压强度和抗拉强度有一定的增加;随着试验龄期的增长,抗拉强度不断增长;在本文聚丙烯纤维掺量的范围内(体积掺量小于1‰),随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石抗压强度和抗拉强度有逐渐增加的趋势;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗拉强度基本呈线性增加。     

掺粉煤灰可显著减少水泥稳定碎石的裂缝

通过大量的室内试验,包括无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、干缩性能、温缩性能等试验,分析研究了掺加粉煤灰水泥稳定碎石的抗裂性能;经过试验路及实践推广应用,提出了各级公路水泥稳定碎石掺加粉煤灰组成比例的推荐值。     

乳化沥青对水泥稳定碎石强度特性及力学性能的影响

在水泥稳定碎石中掺入一定量的乳化沥青,可使其兼有刚柔相继的特性,采用室内试验研究了乳化沥青掺量对水泥稳定碎石混合料无侧限抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量、抗冲刷以及抗裂性能的影响,基于以上研究最终推荐水泥稳定碎石混合料适宜的乳化沥青掺量为2%~3%。     

非标准养生温度下二灰稳定碎石路用性能试验研究

通过大量的室内试验,研究了二灰稳定碎石在10℃的低温环境下养生的无侧限抗压强度和劈裂强度及增长趋势。试验研究结果表明,在10℃养生环境下,二灰稳定碎石的抗压强度和劈裂强度等物理力学指标较其在标准养生温度下养生大为降低且增长缓慢,7d龄期抗压强度仅为0.43～0.67MPa,是标准养生温度下的1/3左右,达不到相关技术规范要求,路用性能受到严重影响。因此,建议在低温季节进行二灰稳定碎石基层施工时,要采取一些有效措施来保障其强度的形成。     

粉煤灰在三灰稳定砂中的抗裂性能分析

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,在水泥灰土稳定砂中掺加适量粉煤灰进行试验。通过调整水泥和石灰的比例研究了掺加粉煤灰的水泥灰土稳定砂(三灰稳定砂)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,使配比材料既能达到底基层的强度要求,又能显著改善其抗裂性能。通过电镜扫描和能谱分析,对其微观结构和粘结方式进行研究,得出了粉煤灰改善抗裂性能的微观机理。     

非标准养生温度下二灰稳定碎石路用性能试验研究

通过大量的室内试验，研究了二灰稳定碎石在10 ℃的低温环境下养生的无侧限抗压强度、劈裂强度及增长趋势。试验研究结果表明:与标准养生温度相比，在10 ℃养生环境下，二灰稳定碎石的抗压强度和劈裂强度等物理力学指标大为降低且增长缓慢，7天龄期抗压强度仅为0.43～0.67 MPa，是标准养生温度下的1/3左右，达不到相关技术规范要求，路用性能受到严重影响。因此，建议在低温季节进行二灰稳定碎石基层施工时，要采取一些有效措施来保障其强度的形成。     

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。     

高性能防裂三合料抗裂性能试验研究

为提高三合料基层的抗裂性能,在三合料基层中加入不同掺量聚丙烯纤维,先通过弯拉试验确定聚丙烯纤维最优掺量;然后对掺加聚丙烯纤维的三合料进行抗压试验、劈裂试验,并与未掺加聚丙烯纤维的三合料进行对比,结果表明,添加0.2%聚丙烯纤维可显著提升三合料的抗拉能力及劈裂性能,提高其抗裂能力。