两种骨架密实级配水泥稳定碎石的性能对比研究

为了对比《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)中骨架密实级配(GF)与多级嵌挤骨架密实级配(MG)水泥稳定碎石之间的组成与性能差异,并深入研究MG级配水泥稳定碎石的性能,通过室内振动击实试验、力学强度试验和CBR颗粒流模拟技术对两种级配水泥稳定碎石组成结构及路用性能进行了对比研究,结果表明:与GF级配矿料相比,MG级配矿料的CBR值提高了8%~15%;与GF级配水泥稳定碎石相比,MG级配水泥稳定碎石最大干密度平均提高了1.4%,且易于压实,28d抗压强度提高了6%~12%,极限抗压强度提高了8%~20%,劈裂强度提高了8%~15%左右。实体工程应用结果表明,MG级配水泥稳定碎石有更好的抗裂性能。因此,MG级配水泥稳定碎石具有广阔的应用前景。     

基于振动成型的级配碎石路用性能及设计标准

采用不同成型方式,研究对比了级配碎石的物理力学特性。提出了基于振动成型的级配碎石设计指标及设计标准,并应用实体工程进行验证。研究结果表明,提出的振动成型方式与现场碾压方式更为匹配,与重型击实相比,振动法设计的级配碎石最大干密度系统有所提高;CBR、抗变形能力等力学指标明显优于重型击实法设计的级配碎石。实体工程表明,振动成型设计的级配碎石为基层的复合式路面路表弯沉与半刚性基层路表弯沉相当;不需特殊设备,采用改进的施工工艺,现场含水量、级配及压实度均能够达到研究提出的振动成型设计标准。     

基于振动成型的级配碎石路用性能及设计标准

采用不同成型方式,研究对比了级配碎石的物理力学特性。提出了基于振动成型的级配碎石设计指标及设计标准,并应用实体工程进行验证。研究结果表明,提出的振动成型方式与现场碾压方式更为匹配,与重型击实相比,振动法设计的级配碎石最大干密度系统有所提高;CBR、抗变形能力等力学指标明显优于重型击实法设计的级配碎石。实体工程表明,振动成型设计的级配碎石为基层的复合式路面路表弯沉与半刚性基层路表弯沉相当;不需特殊设备,采用改进的施工工艺,现场含水量、级配及压实度均能够达到研究提出的振动成型设计标准。     

水泥稳定级配碎石振动成型试验研究

依托广东省某高速公路,对比了水泥稳定级配碎石在重型击实和振动击实条件下最大干密度、最佳含水率及无侧限抗压强度的变化。研究结果表明,振动成型能更好地模拟现场的压实,各项指标均优于重型击实条件下成型的试件;在水泥用量4. 0%下即可满足基层无侧限抗压强度的要求,通过减少水泥用量,能有效避免温缩裂缝的产生。     

红粘土的击实特性与力学强度特性

以击实试验研究了江西省某高速公路施工现场红粘土的击实特性,并采用承载比(CBR)试验和无侧限抗压强度试验研究了其强度特性。试验结果表明,湿法确定的最大干密度偏小、最佳含水率偏大;不同土样的击实特性存在差异;击实功越大,最大干密度越大、最佳含水率越小;含水率、压实度对红粘土强度影响较大,高于最佳含水率3%左右时红粘土强度达到最大值,强度随压实度增大而提高。     

细粒土的压实和CBR强度特性与公路潮湿粘土路基填筑控制标准研究

选择3种击实功对取自湖南省境内的3种细粒粘性土进行了击实特性和沿击实曲线的饱水与不饱水CBR强度特性试验研究.试验结果表明:细粒土的最大干密度与最优含水量与击实功的常用对数分别呈线性递增和递减关系;在最优击实含水量的湿侧,土体在不同击实功作用下的击实曲线均趋向合一,且土样的饱和度基本维持在某一定值;击实含水量较高时,重型击实功作用下土样的不饱水CBR强度反而低于采用中间和轻型击实功制备的土样的强度.这说明对于高含水量填土,应确定一个最优的击实功.沿压实曲线,土样的不饱水CBR强度随含水量的增大而单调减小,而饱水CBR强度在最优含水量的湿侧还存在一个峰值,这说明在此峰值点及其附近含水量范围内的土体其强度性质相对较为稳定,实际工程中,应尽量使潮湿粘土的碾压含水量与此峰值强度对应的含水量相一致.基于对细粒土压实特性和CBR强度特性的试验研究,结合公路工程技术标准的相关要求,提出了潮湿粘土的压实控制标准建议.     

水泥稳定级配碎石基层掺配粉煤灰配合比技术

阐述了在黑大公路基层施工建设中,通过在水泥稳定级配碎石中掺配一定比例的粉煤灰,开展集料筛分试验,以重型击实确定压实标准,以静压成型成型强度试件,最终达到设计强度的配比设计过程。     

水泥稳定碎石基层振动成型方法的研究

水泥稳定碎石室内试验目前均采用击实法成型,不符合振动对多集料压实有效的原则且反映不出水泥稳定碎石级配类型对强度的影响;在自行研制的振动成型设备上,对3种结构类型的水泥稳定碎石进行振动压实试验,考察了频率、离心力、振幅对压实效果的影响,试验结果表明当频率、离心力保持不变时,存在最佳振幅;激振强度对压实的影响存在阈值;给出了各结构类型级配的最佳振动参数,并根据压实特性及工程实践给出了室内振动压实试验标准参数;比较了击实法与振动方法对水泥稳定碎石物理指标的影响。     

高性能RAP料配合比设计

对比分析了振动压实和重型击实成型方式下,级配RAP料物理、力学特性,研究表明使用振动压实的方法更能够代表实际的压实效果。采用粒子干涉理论对粗集料级配进行了优化,采用最大密度曲线理论Ⅰ法对细集料进行了优化,通过变化粗细集料比例,以最大干密度与强度双优化指标优选级配,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RAP料力学性能的影响规律,并以力学性能最优为原则,提出了基于振动成型的级配RAP料骨架密实级配。以劈裂强度为指标,提出了以长度为2.5 cm,掺量为1‰的仿钢纤维(PPTF)作为高性能RAP料的增强纤维。     

振动压实水泥稳定碎石力学特性及影响因素分析

为揭示水泥稳定碎石强度形成机理及影响因素,通过室内静压法和垂直振动击实试验方法成型试件,研究了级配类型、水泥剂量、养生龄期、压实度和试件成型方式对水泥稳定碎石抗压强度的影响规律。结果表明:骨架密实级配水泥稳定碎石较悬浮密实级配抗压强度提高15%;当水泥剂量4%(质量份数)时,随水泥剂量增大,水泥稳定碎石抗压强度呈线性递增;压实度每提高1%,水泥稳定碎石抗压强度平均可提升11%;成型方法对试件抗压强度影响显著,振动法成型试件的无侧限抗压强度较静压法成型试件的抗压强度平均可提升2倍。振动成型法比静压成型法能更好地模拟现场实际施工效果。     

基于抗裂性能的水泥稳定碎石混合料级配研究

水泥稳定碎石基层抗裂性能较差,是引起沥青路面反射裂缝的根本原因。研究设计了6种不同级配水泥稳定碎石混合料,通过重型击实试验确定最佳含水率与最大干密度;分别测定各混合料试件的无侧限抗压强度、弯拉强度、抗压回弹模量及干缩系数,构建“抗裂指数”综合性评价指标,并分析级配对水泥稳定碎石混合料“抗裂指数”的影响。研究对提高水泥稳定碎石基层抗裂性能具有一定的指导意义。     

全风化软岩填料级配对压实与破碎特性的影响

为研究颗粒级配对全风化软岩填料的压实特性及破碎特性的影响,对不同级配的全风化软岩进行击实、筛分及承载比试验。结果表明：全风化软岩最大干密度为1.86～2.05 g/cm³,最佳含水率为9.50%～11.23%。最大干密度随粗颗粒质量分数的增大而增大,随有效粒径和限制粒径的增大而增大,随不均匀系数的增大而增大,随曲率系数的增大先减小后增大;最佳含水率随粗颗粒质量分数的增大而减小,随有效粒径和限制粒径的增大而减小,随不均匀系数的增大而减小,随曲率系数的增大先增大后减小;4种级配的全风化软岩填料击实后的平均破碎率为0～30%,击实后级配曲线均向上限偏移,含水率对填料破碎率的影响较小,且粗颗粒质量分数越小破碎率越小;不同级配的加州承载比(california bearing ratio, CBR)为2.90～12.36,填料在压实过程中存在一定破碎,但含石量较大的土体仍能满足路堤填料填筑要求。在路堤填筑过程中提高含石量能取得较好的压实效果,可提高路堤承载比。     

膨胀土粉煤灰改性与石灰改性对比试验研究

开展了典型中膨胀土、粉煤灰改性土与石灰改性土的基本物理特性、击实特性、强度特性比较试验。试验结果表明:1)相比于未改性土,粉煤灰改性土和石灰改性土自由膨胀率、塑性指数、胶粒含量都显著降低;2)随着粉煤灰掺入比的增大,在重型击实标准下,改性土最优含水量呈增大趋势,最大干密度呈下降趋势;3)两种改性土CBR峰值都显著提高,当掺入比合适时,CBR膨胀量显著降低,改性后水稳定性较好;4)两种改性土都可同时满足规范对压实度和CBR的要求。最后探讨了与石灰相比粉煤灰改性方案的适用性与可行性。     

粗粒土的路用性能试验研究

为研究粗粒土的路用性能,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的粗粒土进行系统的击实试验,并对不同粗颗粒质量分数的粗粒土开展无侧限抗压强度、CBR及回弹模量试验,结果表明:粗粒土的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使粗粒土的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定粗粒土的最大干密度,否则会降低压实标准;粗粒土的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量.     

粗粒土的路用性能试验研究

为研究粗粒土的路用性能,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的粗粒土进行系统的击实试验．并对不同粗颗粒质量分数的粗粒土开展无侧限抗压强度、CBR及回弹模量试验,结果表明：粗粒土的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使粗粒土的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定粗粒土的最大干密度,否则会降低压实标准;粗粒土的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量。     

垂直振动试验方法在水泥稳定碎石设计与施工中的应用

结合榆松高速公路第05标段水泥稳定碎石基层材料的设计与施工,介绍了基于垂直振动试验方法(VVTM)的水泥稳定碎石混合料级配设计、施工工艺及试验路应用效果。工程实践表明,与重型击实及静压法相比,VVTM方法提高了压实质量控制标准,能够真实地反映现场实际振碾成型的基层,更有效地确保路面压实质量。     

铁尾矿砂的静力学特性研究

测试分析了繁峙-代县一带铁尾矿砂的外观形貌、物理性质、化学成分等基本性质,探究了特细铁尾矿砂的击实特性、承载比(CBR)、抗剪强度等静力学特性,结果表明：繁峙-代县一带的铁尾矿砂均属于特细砂,比重略大于土,SiO₂+Fe₂O₃含量大于80%;特细铁尾矿砂的击实曲线具有干压实(风干状态)和湿压实(最佳含水状态)两大特征,最佳含水率在13%左右、最大干密度在1.79 g/cm³左右;特细铁尾矿砂的CBR值较低,黏聚力较小,不宜直接作为路基填料。     

淮北水洗煤矸石路基填料应用研究

为检验水洗煤矸石的路用性能,测试了淮北地区水洗煤矸石的化学成分、烧失量、吸水率、天然级配、自由膨胀率、击实特性和加州承载比等并进行分析。结果表明:淮北水洗煤矸石中火山灰活性成分的质量分数为84.7%,其不利化学成分的质量分数很少,烧失量、吸水率较小,天然级配好,自由膨胀率约为9%;最佳含水率(水的最佳质量分数)为5.3%时最大干密度为2.21 g/cm~3,CBR值为32.5%,可作为路基填料;掺土后煤矸石CBR值显著提升,掺土量30%时,其CBR高达70%以上,符合路基包边材料要求。     

级配碎石压实特性的研究

级配碎石的研究和应用,主要在于通过取得高质量的碎石,获得高密度的良好级配以及良好的施工压实手段来提高级配碎石的强度和稳定性。分析了级配碎石物理性能指标和影响级配碎石性能的因素,从材料选择、级配设计、不同机械组合及碾压方式方面入手,研究了级配碎石施工的压实特性和提高压实强度的方法,并通过具体试验路段进行了验证,总结了级配碎石的压实特性。     

级配碎石力学性能影响因素的试验研究

为了揭示级配碎石力学机理,通过室内振动法成型的试件,研究了压实度K、含水量W、空隙率V和级配等因素对级配碎石力学性能的影响．试验结果表明：随着压实度的提高、试件内部含水量的降低,级配碎石的力学性能明显提高;压实度在97％～99％之间,压实度每提高1％,级配碎石抗压强度提高12％～44％、回弹模量提高17％～20％;与最佳含水量眠。的试件相比,当W=0．5Wopt时,级配碎石抗压强度提高28％,回弹模量提高11％-14％,CBR提高9％;当W=0％时,级配碎石抗压强度提高95％,回弹模量提高23％～26％,CBR提高14％．在此基础上,提出级配碎石的最佳级配范围．该研究成果可供级配碎石设计施工参考．