考虑尺寸效应和端部效应下的水泥稳定材料的强度试验

影响水泥稳定碎石材料强度高低的因素很多,有级配的影响、水泥剂量的影响等,在本文中着重就水泥稳定碎石材料7 d无侧限抗压强度的尺寸效应和端部效应进行研究,以考察水泥稳定碎石材料试验试件尺寸因素和试件端部因素对于强度的影响程度,进而提出合理的强度试验方法,以对现有试验方法进行改进。     

低水泥剂量稳定级配碎石基层沥青路面结构分析

目的通过室内试验得到低水泥剂量稳定级配碎石的路用性能指标,得到不同交通等级下的最低水泥掺量,同时分析低水泥剂量稳定级配碎石的力学响应及裂缝扩展规律,为路面设计提供参考。方法基于《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》,选用骨架密实型级配,以最佳含水量制作试件,得到其路用性能指标。同时采用ABAQUS有限元软件对路面结构进行验算,并基于断裂力学基本理论分析其裂缝传递规律。结果通过室内试验得到低水泥剂量稳定级配碎石的7d无侧限抗压强度值、90d回弹模量值和90d劈裂强度指标,并通过分析得到不同交通等级所对应的最低水泥掺量;由裂缝分析得到水泥稳定级配碎石的应力强度因子随着水泥掺量的增加而增大。结论通过室内试验以及有限元建模分析,得到低水泥剂量稳定级配碎石材料满足轻、中交通等级的要求;同时,能有效防止反射裂缝的传递。     

不同沥青混凝土路面结构的抗裂性能对比分析

反射裂缝是半刚性基层沥青混凝土路面的主要病害之一,通过在半刚性基层和沥青混凝土面层之间分别加入级配碎石、低剂量水泥稳定级配碎石和沥青碎石,研究其对反射裂缝的影响。从断裂力学的基本原理出发,应用有限元软件建立三维有限元模型,在裂纹尖端创建奇异单元,分析了不同路面结构应力强度因子随裂纹长度的变化规律。应用广义Paris公式,对各种路面结构疲劳寿命进行了预估,结果表明:级配碎石或低剂量水泥稳定级配碎石层的加入可有效抑制半刚性基层反射裂缝的扩展,但其会明显增加沥青混凝土层弯拉疲劳开裂的可能性;沥青碎石层的加入对减少沥青混凝土面层剪切型和弯拉型开裂都具有良好的作用。     

邵怀高速公路水泥稳定级配碎石半刚性基层非荷载作用裂缝控制

介绍了水泥稳定级配碎石基层强度的形成原理,对水泥稳定碎石基层裂缝的成因机理进行了系统研究。在综合运用试验条件下,统计了非荷载作用下水泥稳定级配碎石半刚性基层干缩应变、干缩系数与级配、失水率、环境温度之间关系,分析了影响水泥稳定级配碎石半刚性基层出现裂缝的主要因素,并在施工控制、配比设计、含水量控制、水泥剂量的控制、养生、压实度控制等施工工艺、工程措施方面提出了控制裂缝产生的措施。     

骨架孔隙结构水泥稳定碎石配比设计及路用性能

给出了骨架孔隙水泥稳定碎石基层材料粗、细集料级配范围、混合料各组成部分配比计算方法以及计算中所需相关参数测试方法。据此设计了骨架孔隙水泥稳定碎石混合料,并利用振动法成型了水泥含量分别为6%、8%、10%的试件进行相应性能测试,试验中还与水泥含量为6%的悬浮密实结构水泥稳定碎石进行了对比。研究结果表明:骨架孔隙结构水泥稳定碎石在保证一定孔隙率的前提下能够满足目前规范对基层材料要求。     

磷石膏对水泥稳定碎石的路用性能影响试验研究

在5%水泥掺配比例条件下,掺入6%～14%磷石膏,开展磷石膏掺配于水泥稳定碎石用以对比其路用性能变化规律的试验与分析,研究对水泥稳定碎石试件的无侧限抗压强度的影响;对比3种不同磷石膏掺配比例级配碎石的级配变化、最佳含水率和最大干密度变化及3种碎石级配对应的各组试件强度变化,结合4.75 mm关键筛孔通过率确定合理级配选择;在同一磷石膏掺配比例的基础上控制3%～5%的水泥掺配比例,分析试件性能变化;分析掺配磷石膏的水泥稳定碎石材料的长期力学性能。研究结果表明：合理的磷石膏掺配比例可提升水泥稳定碎石强度;推荐8%的磷石膏掺配比例及40%的4.75 mm筛孔累计通过率对应碎石级配;在合理的掺配条件下,可将常规水泥稳定碎石的5%水泥掺量降低至4%,仍可满足使用要求。     

水泥稳定碎石集料级配优化设计

采用公路基层施工规范推荐的水泥稳定碎石集料级配组成在实际应用中常出现较多的收缩裂缝。该文借鉴正交试验设计方法,筛选出9种集料级配设计方案,对其水泥稳定碎石试件分别进行无侧限抗压强度试验和干缩试验,优选出干缩应变小、抗压强度较高的集料级配组成设计方案,分析了集料级配组成对抗压强度和干缩应变的影响,并对其集料级配的合理组成进行了探讨。     

添加PVA纤维的水泥稳定碎石混合料抗裂与耐久性能研究

基于7 d无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量及长度对水泥稳定碎石力学性能的影响,优化出适宜的纤维掺量和长度;进而通过干缩试验、温缩试验、疲劳试验、冻融循环试验,研究了PVA纤维水泥稳定级配碎石混合料的变形特性和疲劳性能,基于SEM试验揭示了PVA纤维的增强机理。结果表明,掺加PVA纤维显著改善了水泥稳定碎石混合料的抗压强度和弯拉强度,PVA纤维提高了水泥稳定级配碎石的抗疲劳耐久性和抗冻融性能,并能减少干缩变形和温缩变形。在PVA纤维掺量1.1 kg/m~3、纤维长度20 mm时,水泥稳定级配碎石的各项力学性能、变形特性和疲劳性能达到峰值。锚固在水泥稳定级配碎石中的PVA纤维具有协同受力、传递荷载、协调变形的作用,从而有效延缓了破坏裂纹的产生和发展。实体工程跟踪检测结果表明,掺加PVA纤维可以提高水泥稳定碎石基层的抗压强度,阻止半刚性基层产生反射裂缝,并延缓半刚性基层产生疲劳开裂,PVA纤维水泥稳定碎石基层具有推广应用价值。     

水泥稳定碎石断裂性能研究

通过42个尺寸为100 mm×100 mm×515 mm的水泥稳定碎石三点弯曲试件断裂试验,探讨了试件养护龄期和水泥掺量对水泥稳定碎石断裂韧度(KIC)和断裂能(GF)的影响,并推荐出评价水泥稳定碎石断裂韧性合适的指标是断裂能.试验结果表明:随着养护龄期的增长,断裂韧度与强度有一致的变化规律,断裂韧度和断裂能均呈增大趋势,水泥稳定碎石抵抗裂缝扩展的能力逐渐增强;随着水泥掺量的增加,试件极限荷载和断裂韧度不断增加,但断裂能却逐渐减小,而且试件最大跨中挠度亦逐渐减小,断裂韧性逐渐减小.     

低水泥剂量稳定级配碎石基层在沥青路面大修工程中的应用

水泥稳定碎石半刚性基层强度高、刚度大、整体稳定性良好,但容易产生裂缝;级配碎石柔性基层排水能力强、抗裂性良好,但强度低、稳定性差;结合两者的优缺点,提出低水泥剂量稳定级配碎石基层,本文结合具体的公路工程,利用低水泥剂量稳定级配碎石基层铺筑试验段,并对其进行路面表面平整度、裂缝、弯沉试验的检测,详细论述了低水泥剂量稳定级配碎石基层的路用性能。     

旧水泥混凝土路面加铺层中裂缝缓解层的有限元力学分析

旧水泥混凝土路面加铺改造后主要破坏来自于旧水泥混凝土路面的反射裂缝,如何防止反射裂缝的发生也是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点.为此,研究采用大碎石沥青混合料作为裂缝缓解层,对比分析了大碎石沥青混合料、密级配AC-20混合料、级配碎石与水泥稳定碎石4种不同加铺层的结构应力,采用有限元分析方法分析了在最不利荷载作用下,温度应力、荷载与温度应力耦合作用下以及加铺材料中的孔洞对加铺层底应力的影响,发现大碎石沥青混合料裂缝缓解层对防止反射裂缝的发生具有良好的作用.     

浅谈抗裂性水泥稳定碎石施工材料的质量控制

水泥稳定碎石石料质量控制、加工工艺和合成级配选取是水泥稳定碎石施工控制的关键,为了减少施工的干缩裂缝和温缩裂缝,加强石料源头控制和级配控制,通过改变级配形式是目前采取的基本方式。水泥是水泥稳定碎石中起到胶凝作用的建筑材料,它的特性是夏季高温施工的重要控制指标。     

水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳特性

为了研究水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳特性,采用旋转压实和静压成型方法分别制备炉渣掺量为0%,10%,20%,30%(质量分数)的水泥稳定炉渣碎石混合料试件,通过劈裂疲劳试验、三分点弯曲疲劳试验测试其疲劳寿命并建立疲劳寿命回归公式,分析了炉渣集料掺量、试件成型方法、疲劳试验方法对水泥稳定炉渣碎石混合料疲劳性能的影响。结果表明,由于炉渣集料物质组成不均一,水泥砂浆对玻璃、陶瓷的裹覆程度较差,熔渣颗粒存在较多孔隙,内部容易形成较多微裂缝,水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳寿命低于水泥稳定碎石混合料,同时随着炉渣集料掺量的提高,水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳性能逐渐降低,对应力比的敏感性也逐渐降低;与静压成型相比,采用旋转压实成型混合料的疲劳寿命较高,对应力比的敏感性更小,旋转压实可减少混合料成型过程中的级配衰减现象,更能反映混合料的真实疲劳特性;当炉渣集料掺量为30%时,在疲劳寿命和对应力比敏感性两个方面,采用旋转压实成型试件的劈裂疲劳试验均与三分点弯曲疲劳试验更为接近,根据水泥稳定炉渣碎石混合料试件中集料颗粒分布与现场压实情况的一致性,水泥稳定炉渣碎石混合料基层施工推荐采用旋转压实成型试件。     

水泥稳定碎石疲劳性能影响因素研究

为研究级配类型、水泥剂量和集料岩性对水泥稳定碎石疲劳性能的影响,采用振动成型法在不同级配类型、水泥剂量和集料母材的条件下成型水泥稳定碎石试件,并在标准养生89d,饱水1d后采用MTS810测定试件的极限劈裂强度,并在不同应力水平下测定试件的疲劳作用次数,建立各条件下水泥稳定碎石的疲劳方程,通过疲劳方程对不同级配类型、水泥剂量和集料母材下水泥稳定碎石的疲劳性能进行研究。结果表明:水泥稳定碎石的疲劳性能骨架密实型优于悬浮密实型,高水泥剂量优于低水泥剂量,集料强度高时优于集料强度低时,且水泥稳定碎石疲劳性能受水泥剂量的影响最为显著,受级配类型的影响次之,受集料母材的影响最小。     

罗阳高速公路水泥稳定碎石基层级配优化调整

水泥稳定级配碎石(底)基层在路面结构层中主要起承重作用,具有强度高、稳定性好、刚度大等特点,并在一定程度上改善结构水稳定性能。但其也有不足之处,如抗变形能力及抗冲刷能力差,在湿度和温度变化及荷载作用下易产裂缝。因此越来越多的工程开始使用骨架密实型水泥稳定级配碎石(底)基层,罗阳项目亦采用了骨架密实型水泥稳定级配碎石(底)基层,但鉴于原材料质量及现场施工情况的限制,必须对规范推荐的级配进行优化调整。     

水泥稳定碎石施工级配及裂缝防治研究

从高速公路水泥稳定碎石层的材料级配入手,介绍了几种集料级配方法及效果。所举实例均仅采用5%水泥剂量,对P.O 32.5级水泥和P.O 42.5级水泥的使用列出试验结果,以供读者在不同荷载条件下选用时做参考,同时对裂缝的防治提出了意见。     

集料级配对水泥稳定碎石物理力学性能影响

采用正交试验设计方法,对16种集料级配的水泥稳定碎石试件分别进行无侧限抗压强度、劈裂强度和干缩等物理力学试验,探求集料级配组成对水泥稳定碎石物理力学性能的影响规律,研究结果表明:集料级配组成对水泥稳定碎石物理力学性能有较大影响,集料级配组成不同,其物理力学性能各异,强度愈高,干缩变形愈大。     

振动法水泥稳定碎石基层抗裂级配优化设计研究

沥青路面出现早期反射裂缝与基层水泥稳定碎石级配组成有关。改良矿料级配可以降低水泥剂量,减少干缩和温缩裂缝数量。振动法利用粗集料嵌挤原则和最大密实度理论寻找骨料间隙率合理极小值下的矿料级配,以粗集料间相互嵌锁,水泥浆包裹细集料来填充骨料空隙,形成骨架密实抗裂结构水泥稳定碎石,并用7d无侧限抗压强度控制矿料级配组成设计。振动法确定的最大干密度和最佳含水量成型试件与施工现场的振动碾压效果较吻合,且干缩系数和温缩系数较小,具有更优的抗裂性能。     

基于抗裂性能的水泥稳定碎石级配组成研究

运用级配设计理论和正交试验设计方法,针对水泥稳定碎石基层易产生裂缝这一缺陷,在总结已有研究成果的基础上,选取了多种典型集料级配设计方案,通过力学性能和物理性能试验,优选了抗裂性能良好的水泥稳定碎石集料级配设计方法和设计方案,并对水泥稳定碎石基层材料的合理级配组成进行了探讨。     

抗裂型水泥稳定级配碎石基层配比设计及施工控制

水泥稳定级配碎石作为基层、底基层材料一直是云南地区半刚性基层的首选,其抗裂能力是一大难题。文中结合云南省平文(平远—文山)高速公路水泥稳定级配碎石基层施工,从配合比设计、施工控制两方面探讨抑制水泥稳定碎石基层收缩裂缝的方法,建议采用骨架密实级配、两次摊铺一次成型工艺进行水泥稳定碎石基层施工。