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。     

基于室内振动搅拌的水泥稳定碎石性能研究

振动搅拌技术可使水泥更好地分散在水泥稳定碎石混合料中,并且使混合料的强度得到一定程度的提高,从而增加了半刚性基层的路用性能,但是,水泥稳定碎石混合料的拌和设备是工地施工中的大型振动搅拌机,进行水泥稳定碎石配合比设计时尚无室内振动拌和设备可用,以致于无法准确分析振动拌和与非振动拌和水泥稳定碎石的技术指标。针对此问题,结合实际工程项目,对室内集料击振筛进行改装,以模拟水泥稳定碎石的工地生产振动拌和设备。通过一系列试验建立改装的室内振动拌和设备与工地振动拌和设备的等效关系。研究内容包括：室内振动搅拌机的原理与参数分析,室内振动搅拌的水泥稳定碎石配合比设计,室内与工地振动搅拌的水泥稳定碎石无侧限抗压强度对比等。研究结果表明：室内振动拌和的水泥稳定碎石配合比设计结果优于工地振动拌和的设计结果,而且水泥稳定碎石无侧限抗压强度大于工地振动搅拌机拌和混合料的抗压强度;根据试验结果得出了改装的室内振动拌和设备对水泥稳定碎石混合料的最佳拌和时间,使改装的室内振动搅拌机达到了工地大型振动搅拌机的同样效果,可应用于水泥稳定碎石的配合比设计与施工。     

拌和工艺对低碳多功能改性沥青混合料路用性能影响研究

为确定低碳多功能改性沥青混合料的最佳拌和工艺,以WEAM改性剂为基础,采用干拌、湿拌和替代矿粉3种拌和工艺制备低碳多功能改性沥青混合料,并进行马歇尔指标、高温性能、低温性能、水稳定性等路用性能试验,系统研究WEAM改性沥青混合料在各种拌和工艺下的路用性能。结果表明:干拌沥青混合料高温性能比湿拌和替代矿粉拌和好;湿拌沥青混合料低温性能优于干拌和替代矿粉拌和;对于WEAM-1改性沥青混合料,湿拌水稳定性能优于干拌拌和和替代矿粉拌和,对于WEAM-2改性沥青混合料,干拌拌和的水稳定性能比湿拌拌和和替代矿粉拌和优良。     

直投式高黏颗粒在沥青混合料中的应用研究

研究了直投式高黏颗粒在沥青混合料中的应用,包括高黏颗粒干拌时间、干拌温度对沥青混合料的抗松散性能、高温性能、水稳定性能的影响,以及高黏颗粒在拌和楼拌和条件下的试验性能。研究结果表明,高黏颗粒在与集料干拌过程中,达到熔融状态,并裹附在集料表面形成一层致密的薄膜,具有良好拌和均匀性。随着高黏颗粒干拌时间的增长,其改性效果增强,在高黏颗粒干拌时间为180 s,干拌温度在(180±10)℃时,沥青混合料的飞散损失率较低,高温性能、水稳定性能优异;参考室内拌和条件,拌和楼干拌时间15 s,干拌温度180℃时,混合料性能满足规范要求。     

玄武岩纤维沥青混合料室内拌和工艺研究

通过劈裂试验对玄武岩纤维沥青混合料的拌和工艺进行分析,确定玄武岩纤维沥青混合料拌和成型的优选方案为干拌法+干拌30s,湿拌180s+拌和温度175~180℃+成型温度150~160℃,为现场沥青混合料生产和施工提供指导。     

商开高速公路水泥稳定碎石基层抗裂性研究

结合商开高速公路的建设对水泥稳定碎石基层材料抗裂性进行了研究。文中将10～20mm、5～10mm两种规格的碎石和天然砂按照不同比例掺配成3种级配的矿料并分别与水泥拌和,成型试件后进行了强度和收缩系数测试,根据室内试验确定的混合料组成配比铺筑了试验路。室内试验结果和试验路观测证明混合料中集料级配对水泥稳定碎石材料的抗裂性能有较大影响,增加粗集料含量能够有效地提高材料的抗裂性能。     

HON7686改性SMA拌和工艺优化研究

常规沥青玛蹄脂碎石混凝土(SMA)的拌和工艺为将集料与纤维拌和后与沥青进行拌和,再与矿粉拌和。采用HON7686添加剂改善SMA混合料性能时,涉及到其添加时机问题。文中采用几种不同的添加工艺,如集料+纤维+添加剂+沥青、集料+添加剂+纤维+沥青、集料+纤维+HON7686改性沥青等进行拌和,采用马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验和小梁弯曲试验对不同拌和工艺的效果进行对比研究。结果表明,拌和工艺对混合料性能影响显著,集料+添加剂+纤维+沥青,最后再与矿粉进行拌和是其最佳拌和工艺。     

水泥稳定碎石搅拌均匀性及其对 路用性能影响机理研究

为研究不同搅拌工艺对水泥稳定碎石混合料搅拌均匀性的影响,采用视觉识别、芯样截面粗集料分布数量统计、混合料筛分以及水泥用量滴定等手段和方法,对普通静力搅拌、振动搅拌以及振机关振搅拌3种搅拌工艺进行了对比研究。从试验结果来看,3种搅拌工艺中,振动搅拌工艺生产的混合料水泥胶浆对粗集料的裹附效果最好,芯样截面粗集料分布数量、集料关键筛孔通过率以及水泥用量滴定结果的变异性最低,提升了混合料的均匀性,水泥稳定碎石均匀性的提高,可间接提高混合料的内摩阻力和粘聚力,改善混合料的路用性能。     

振动搅拌水泥稳定碎石在京新高速路面的应用

针对传统拌和方式下水泥稳定碎石基层混合料拌和均匀性差、成品混合料时常存在干燥露白现象等问题,以京新高速公路白明段路面施工项目为依托,对普通搅拌与振动搅拌作用下的水泥稳定碎石混合料外观以及矿料级配进行分析研究。结果表明:振动搅拌作用使混合料中的水与集料充分接触,水泥、水与集料达到充分均匀弥散的状态,细集料均匀包裹粗集料,且矿料级配变异性小于普通搅拌作用,有利于水泥稳定材料耐久性和强度的提高。     

基于振动拌和工艺的水泥稳定碎石混合料强度及拌和均匀性分析

依托高速公路水稳基层铺筑实体工程,在相同的材料、配合比、施工工艺条件下,对振动拌和水稳基层混合料强度提升效果及微观的拌和均匀性进行试验分析。现场检测及室内试验结果表明:振动拌和芯样相比常规拌和芯样其强度提升近40%,且振动拌和芯样的强度试验变异系数更低。采用SEM扫描电镜对6 h及7 d后的水稳混合料微观形态进行试验分析,结果表明:采用振动拌和工艺的水稳碎石混合料,其水泥分布和粗集料裹附更为均匀,水泥结团现象消失,水化反应更加充分。     

PVA纤维水泥稳定碎石拌和均匀性检测技术

为了准确地检测出PVA纤维水泥稳定碎石的拌和均匀性,在四边距标准差的理论基础上,结合数字图像处理技术提出了集料四边距标准差均匀性求解算法和PVA纤维加权四边距标准差均匀性求解算法。该算法的实现过程:(1)利用数字图像处理技术对试件截面图像进行预处理,通过种子填充法提取试件截面图像中集料和PVA纤维的边缘和质心。(2)根据试件截面图像中像素距离和实际距离的转换关系,结合集料四边距标准差的算法和PVA纤维加权四边距标准差的算法依次求出试件截面图像中集料的四边距标准差和PVA纤维的加权四边距标准差的数值。然后应用MATLAB软件完成了集料均匀性检测系统和PVA纤维均匀性检测系统的软件构架设计和GUI界面设计,从而开发了集料均匀性检测系统和PVA纤维均匀性检测系统,实现了PVA纤维水泥稳定碎石的均匀性分析及运算的自动化。最后以对PVA纤维水泥稳定碎石拌和质量有重要影响的搅拌时间展开试验研究,取搅拌时间依次为45,50,55,60,65,70,75,80 s,进一步地验证了添加PVA纤维对水泥稳定碎石的抗裂性提高效果和均匀性检测系统的准确性。研究结果表明:添加PVA纤维的水泥稳定碎石抗裂指数比普通水泥稳定碎石抗裂指数高出30%左右;该检测技术可以较好地检测出PVA纤维水泥稳定碎石中集料和纤维的分布均匀性。     

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。     

直投式高黏度改性沥青的拌和工艺

高黏度改性沥青按照使用方式可分为成品改性沥青和直投式改性沥青。现通过实验,来研究干拌时间、湿拌时间、压实温度等拌和工艺对直投式高黏度改性沥青混合料拌和均匀性和性能的影响。通过5℃肯塔堡飞散损失及其离散性来表征混合料性能和拌和均匀性。通过研究可知,增加5 s干拌时间直投式高黏度改性沥青混合料即可拌和均匀。相对于湿拌时间,增加干拌时间更能提高混合料的拌和均匀性。相对于成品改性沥青,直投式高黏度改性沥青,在压实温度降低20℃时,也能达到预期的压实度和混合料性能,更适用于寒冷季节施工的情况。     

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。     

高模量剂改性沥青混合料拌和压实温度研究

高模量剂改性沥青混合料制备工艺对路面施工质量和路用性能有很大影响。该文首先通过车辙试验和方差分析法研究了集料温度和干拌时间对高模量剂改善混合料高温性能作用的影响,进而推荐了集料加热温度和干拌时间。然后应用自主开发的和易性仪器,测试了基质沥青混合料和高模量剂改性沥青混合料在不同温度下的扭矩值,根据等扭矩原则确定了高模量沥青混合料的拌和、压实温度范围。混合料压实效果检验结果表明:由以上方法确定高模量剂改性沥青混合料制备工艺是合理的。     

基于不同搅拌方式下的水泥稳定碎石力学性能及细观结构研究

搅拌工艺对水泥稳定碎石的力学性能有较大影响。为了分析振动和非振动搅拌技术对水泥混凝土的力学性能和细观结构的影响,文章采用不同的搅拌工艺制备试样进行研究。采用CT试验分析了水泥砂浆在粗集料表面的分布情况;通过开展不同应力状态下的强度、模量和疲劳试验来揭示搅拌技术的影响;分别建立了强度随加载速率和模量随应力水平的变化规律,采用与加载速率相关的应力比修正的S-N疲劳方程来表征其疲劳性能。研究结果表明,振动搅拌技术制备的水泥稳定碎石试件的砂浆在骨料中分布更加均匀,密实型更高;在相同的试验条件下,振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件的强度、模量和疲劳寿命均高于非振动搅拌成型的试件;振动搅拌制备的试件的强度和模量随加载速率的增长速率更高;与非振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件相比,振动搅拌制备试件的疲劳寿命应力敏感性更加稳定。     

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。     

不同成型工艺对水泥乳化沥青性能影响研究

为扩大水泥乳化沥青的使用,结合马歇尔击实试验,考虑混合料拌料顺序和击实次数2个工艺参数,对乳化沥青的成型工艺进行研究。最终确定水泥乳化沥青合理制备工艺为:将乳化沥青与粗、细集料先拌和均匀,再与水泥和矿粉进行拌和,采用双面击实50次,待延迟到水泥初凝时再双面击实25次,最后成型混合料试件。试验路段性能结果表明,按照该成型工艺施作路段的高温性能和抗水损害性能表现良好,路面压实度也满足规范要求。     

振动搅拌技术在水泥稳定碎石基层中的应用

为研究振动搅拌技术对水泥稳定碎石性能的影响,本文以某公路水泥稳定碎石基层施工为背景,通过检测水泥稳定碎石原材料性能并进行室内强度试验,来研究水泥稳定碎石在实际工程中的施工工序及施工应用效果。研究结果表明:随着水泥稳定碎石水灰比及养护龄期的增加,其无侧限抗压强度及劈裂强度均增加,且在同等水灰比及养护龄期下,振动搅拌成型试件强度均大于普通成型试件;振动搅拌成型试件抗压强度BDR(耐冻系数)优于普通搅拌成型试件;水泥稳定碎石基层施工完成后,检测得出压实度及平整度均满足规范要求,这表明振动搅拌在水泥稳定碎石中具有较好的应用效果。     

干投法废轮胎热解炭黑改性沥青表面层首件工程工艺试验研究

为做好干投法生产废轮胎热解炭黑改性沥青AC-13表面层首件工程，参考废轮胎热解炭黑改性沥青混合料试件工艺参数，确定了5种AC-13混合料拌和楼试拌生产工艺参数方案。以生产的混合料制备马歇尔试件的体积参数为优化目标，确定了拌和楼工艺参数，混合料的运输、摊铺、压实及成型参照热拌改性沥青混合料工艺实施，铺筑了国内第一条废轮胎热解炭黑改性沥青路面首件工程(试验路)。经试验检测首件工程质量是合格的。试验结果表明：干投法废轮胎热解炭黑沥青混合料生产方案为先将矿料和水泥同时加入，投放完毕后再同时加入热解炭黑和沥青，拌和时间为50 s;现场施工运输、摊铺、压实成型工艺参照改性沥青混合料路面实施是可行的。成功铺筑首件工程对干投法废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的推广应用具有一定的指导价值。