再生集料沥青混凝土高温形变损伤机理研究

为了探究再生集料沥青混凝土高温形变的损伤机理,采用不同再生集料用量制备沥青混凝土,通过单轴贯入试验测试再生集料对沥青混凝土抗剪切性能的影响规律,并基于X-ray CT获取高温形变破坏前后其内部细观结构的演化特征。研究结果表明：再生集料的附着水泥砂浆具有多孔隙结构特征,沥青混凝土中水泥砂浆与沥青砂浆界面呈高孔隙率的弱联结状态;粗集料的级配加权球形度为0.812～0.825、加权棱角性指数为1.023～1.125时,再生集料沥青混凝土的高温抗剪切强度最佳;再生集料用量增大会导致沥青混凝土细观结构损伤加剧,水泥砂浆内部、水泥砂浆与沥青砂浆界面的破坏是沥青混凝土高温形变损伤主要诱因;再生集料替代沥青混凝土中天然骨料的用量应控制不超过50%。研究论证了再生集料形貌和内部界面损伤对沥青混凝土高温性能的影响规律,对再生集料沥青混凝土路面的应用具有一定的理论和实践意义。     

纳米碳酸钙改性再生混凝土抗压性能研究

以再生粗骨料取代率、纳米改性为主要影响因素，通过抗压试验及有限元方法分别探究纳米改性再生混凝土的宏观与细观力学性能。研究结果表明：混凝土抗压强度随再生粗骨料取代率增大而降低，纳米CaCO₃可以提高混凝土3 d、7 d、28 d强度，适宜掺量为1%;而通过细观分析得到纳米CaCO₃改性可加强砂浆和粗骨料砂浆界面过渡区，同时有限元计算得到的力学性能与试验结果较为吻合，可为工程应用提供理论依据。     

再生粗集料棱角性对混合料高温性能评价

为分析再生粗集料棱角性对混合料高温性能的影响,采用动态颗粒图像分析仪测试了石灰岩、花岗岩、旧集料(花岗岩)3种集料不同粒径颗粒的形态结构,以球形度、凸形度、粗糙度3个指标定量评价集料颗粒的棱角性,分析集料棱角性的变化特征及不同掺配比例再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温稳定性的相关性。结果表明:集料颗粒棱角性与其粒径大小呈线性相关,随着集料颗粒粒径的增大,其棱角性降低;旧集料与所选新集料相比,其棱角性会有一定程度降低;再生粗集料的棱角性随着旧集料掺配比例增大而减小,再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温性能呈高度线性相关。     

机场道面混凝土再生集料的性能及生产工艺改进

该文以室内试验为基础,研究了虹桥机场大修产生的废弃混凝土再生粗集料的物理性能、力学性能和耐久性能。同时分析了再生细集料的含水率和表观密度特征。从而提出了粗集料密度与吸水率的修正方法。在分析再生集料级配特征的基础上,对再生集料的生产工艺进行了改进。     

路用钢纤维再生混凝土的最佳配合比研究

从不同配合比的钢纤维再生混凝土的抗折强度出发,对其在路面工程应用中的最佳配合比进行了较为系统的研究和分析.结果表明:再生粗集料的含量和水灰比等因素对钢纤维再生混凝土的抗折强度影响较大,在设计抗折强度为6.O MPa,钢纤维的掺量在1.O%的条件下,当再生粗集料的含量小于50%,水灰比在O.44～O.47之间时,钢纤维再生混凝土28 d的抗折强度比较接近于基准钢纤维混凝土,而超出此范围时,钢纤维再生混凝土的抗折强度则会明显降低.最后结合工程应用对含30%再生粗集料的钢纤维再生混凝土的相关性能进行了检测,结果证明适当配合比的钢纤维再生混凝土能够满足I级刚性路面的抗折强度要求.     

基于虚拟劈裂试验研究影响沥青混合料低温抗裂性能的因素

使用X-ray CT扫描粗集料,在PFC3D中重建颗粒,按照集料级配设计随机生成各档集料,构建沥青砂浆相并结合空隙相的实际分布,在重力作用和伺服机制控制下生成沥青混合料虚拟试件,随后设置合适的接触模型以及微观参数,进行虚拟劈裂试验,对影响混合料低温性能的因素进行分析。结果表明：本研究使用虚拟劈裂试验研究沥青混合料的低温抗裂性能是可行的；增大沥青砂浆间以及集料与沥青砂浆间的粘结强度可以提升沥青混合料的低温抗裂性能；增大集料体积分数、空隙率会减弱沥青混合料的低温抗裂性能；集料摩擦系数与沥青混合料的低温抗裂性能无明显相关性。     

再生粗集料在水泥混凝土路面中的应用研究

通过上海市某道路改建工程实例,对含50%再生粗集料的水泥混凝土路面的性能进行较为系统的研究。首先在室内对再生粗集料的洛杉矶磨耗、压碎指标等进行测试,然后对拟定的3组不同配合比混凝土进行抗折强度、抗压强度等试验,最后根据室内试验结果并结合工程经验,选取一组较为理想的再生混凝土配合比,完成了水泥混凝土路面的施工,并对试验路段进行了全面的现场测试,结果证明再生粗集料在水泥混凝土路面上的应用是安全可行的。     

沥青混合料粘弹性能微观力学分析

利用Moil—Tanaka等效夹杂微观力学理论研究了沥青混合料的粘弹性能。将沥青混合料看作刚性粗集料颗粒夹杂于粘弹性沥青砂浆基体内的复合材料,对集料夹杂和沥青砂浆基体的本构方程分别进行Laplace变换成弹性问题,在Laplace空间域内应用Mori—Tanaka等效夹杂和宏观平均理论由沥青砂浆粘弹性能推导出了沥青混合料的粘弹性能。结果表明,粗集料颗粒夹杂对粘弹性沥青基体性能具有增强作用,沥青混合料粘弹本构方程可表示为粗集料增强系数与沥青基体粘弹本构方程的乘积形式。利用增强系数可以从性质较均匀的沥青基体粘弹性来预测性能较复杂的沥青混合料的粘弹性。其中增强系数大于1且随粗集料体积分数或沥青基体的泊松比增加而增大,粗集料体积分数对增强系数的增大作用远大于沥青砂浆基体泊松比对其的影响。     

废旧水泥构造物再生水泥混凝土工作性能影响因素分析

采用因素分析和正交分析的方法,确定废旧水泥构造物再生水泥混凝土工作性能的影响因素.试验结果表明:再生粗集料取代率在0％～50％时,粗集料替代率与坍落度之间基本呈现线性关系,坍落度随粗集料替代率的升高而降低,整体坍落度损失不大.采取集料强化后,水泥混凝土坍落度增加,提升效果的顺序为化学强化＞物理强化＞不强化.影响再生集料...     

沥青路面粗集料棱角性表征方法及技术标准

利用ASTM D3398-97试验方法的改进表征法计算了粗集料颗粒指数Iap,采用数字图像处理技术提出了粗集料半径法棱角性指数IArm和梯度法棱角性指数IAgm的计算公式;通过对2类沥青混凝土的常规与动三轴试验,分析了粗集料棱角性表征指标对沥青混凝土性能和抗剪参数的影响规律,建立了沥青混凝土性能、抗剪参数与粗集料颗粒指数Iap的相关关系,结合沥青混凝土路用性能要求,提出了沥青路面粗集料棱角性技术标准。分析结果表明:Iap与棱角性指数IA具有明显的线性相关性,其回归系数可用于由粗集料颗粒指数Iap换算成IArm和IAgm;所提出的粗集料棱角性技术标准可作为沥青路面施工技术规范修订建议,有利于提高石料企业加工粗集料的质量。     

混凝土导热系数试验研究

为了研究混凝土材料的导热系数,利用基于护热板法的导热仪(DRH)测试了各种试件的导热系数,探讨了粗集料与砂浆比、砂率、水灰比、粉煤灰掺量及含气量等影响混凝土导热系数的因素;根据试验结果,粗集料与砂浆比、含气量是影响混凝土导热系数的主要因素,水灰比、砂率、粉煤灰掺量对导热系数也有一定的影响。     

再生集料路用性能关键指标分析与研究

利用再生集料进行公路建设,既可以缓解天然石材紧缺的现状,也有利于减少建筑垃圾,但是目前对再生集料路用性能关键指标的研究较少。文章对再生粗集料和再生细集料进行了一系列试验,通过分析和比对,提出了再生集料的三个关键路用性能指标:再生粗集料吸水率、再生细集料的坚固性和棱角性,为再生集料路用性能指标的选择提供参考。     

废弃水泥混凝土道面在路面半刚性基层中再生利用的试验研究

水泥混凝土道路改建时形成的废弃混凝土块的有效利用是一个亟待解决的问题。通过对破碎、筛分后的废弃混凝土性能研究发现：再生料中含有部分结晶水,会影响最佳用水量和最大干密度的确定;再生粗集料和天然碎石具有相当的力学性能。对水泥稳定再生集料进行了配合比设计,并通过性能测试发现：水泥稳定再生集料具有较好的强度,抗冻性能,水稳定性能;和水稳天然集料的抗压回弹模量相当;抗收缩变形性能较差。控制再生细集料掺加量可以非常好的满足半刚性基层材料的要求。     

再生粗骨料物理性能强化改性研究

采用物理和化学方法对废弃水泥混凝土路面再生粗骨料进行了强化改性,对比研究了再生粗骨料强化改性前后的吸水率、磨耗值、坚固性、压碎值等物理性能,并结合SEM微观形貌分析,证实了物理和化学强化方法能够改善再生粗骨料的物理性能,为再生骨料替代天然骨料应用于沥青混凝土路面提供了依据.     

水镁石纤维水泥稳定再生粗集料在合安高速中的应用研究

为了提高水泥稳定再生粗集料基层材料抗裂性能,充分利用我国优势的矿产资源水镁石纤维,依托合安高速改扩建工程,开展水镁石纤维水泥稳定再生粗集料应用技术研究。通过室内试验,确定水镁石纤维水泥稳定再生粗集料材料组成,分析了水镁石纤维对基层材料力学性能以及干缩性能的影响。结合现场工程实践,提出水镁石纤维水泥稳定再生粗集料基层施工关键技术并进行了性价比分析。研究结果表明水镁石纤维能够大幅提高水泥稳定再生集料基层材料抗裂性能,其性能价格比是普通基层材料的1.7倍,说明水镁石纤维水泥稳定再生粗集料基层材料具有很好的经济性和应用前景。     

沥青面层用粗集料针片状颗粒和含泥量技术指标研究

根据高速公路表面层沥青混合料用粗集料质量技术要求,针对石灰岩粗集料的针片状含量对集料压碎值、骨架的影响和对沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性的影响进行了试验研究,并分析了集料含泥量对沥青混凝土的水稳定性、高温稳定性的影响：研究结果表明,针片状含量对于集料性能影响显著,舍泥量对于沥青混凝土的各项路用性能都有明显影响：对高速公路沥青面层用粗集料,针片状颗粒含量按10％控制,含泥量技术指标建议采用0．5％控制     

基于工业CT乳化沥青冷再生混合料细微观结构性能研究

以国内现行的马歇尔击实、静压、振动、轮碾、旋转压实五种成型方式为载体,基于工业CT的无损检测技术和VG软件的三维重构功能对不同成型方式冷再生混合料内部的空级配、空隙等效直径、最可几孔径、空隙形状特征、粗颗粒的颗粒取向以及集料的破损状况等开展了系统研究,并分析给出最可几孔径、集料颗粒取向的数学模型表征以及建立了不同成型方式再生混合料细微观分布特征与力学性能之间的回归关系。研究结果表明:不同成型方式冷再生混合料空级配、最可几孔径之间的差异较为明显,乳化沥青冷再生混合料空隙体积与表面积符合lg V=K*lg S+B双对数线性拟合,将乳化沥青冷再生混合料细微观空隙结构等效为球体只是一种理想状态;不同成型方式乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,成型方式对再生混合料颗粒取向有显著影响,旋转压实、振动两种成型方式与路面芯样粗集料颗粒取向角最接近,而轮碾成型与实际路面碾压条件相差最大。     

再生混凝土集料在水泥稳定碎石中的应用研究

以再生混凝土集料完全替代天然集料,开展了掺加3.5%和4.0%水泥的两种水泥稳定再生混凝土碎石组成设计研究。测试结果表明,相对于天然集料,再生混凝土集料的密度小、吸水率和压碎值较大,水泥稳定再生混凝土集料的最佳含水率偏高;水泥稳定再生混凝土集料抗压强度与采用天然集料的水泥稳定碎石基本相当。再生混凝土集料在水泥稳定基层中应用具有一定的技术可行性。     

基于彩色数字图像技术的粗集料松方密实方法选择

为确保沥青混合料集料骨架结构的形成,需要找到一种与路面沥青混合料相近的粗集料密实成型方法。基于彩色阈值分割技术,准确提取粗集料颗粒,根据颗粒的积聚状态特点,利用粗颗粒长轴与X轴正方向的夹角角度为评价指标,研究振实、捣实和旋转压实3种粗集料密实方法的粗集料堆积形态,并与沥青混合料试件粗颗粒长轴夹角进行对比。结果表明:基于彩色图像处理技术,避免了大颗粒被判断为小颗粒的误差,保证全部粗集料颗粒均被有效提取。捣实法粗集料夹角明显小于沥青混合料试件统计结果,粗集料松方振实法与沥青混合料试件颗粒长轴夹角统计结果数据最为接近,与捣实和旋转压实相比,是一种更为准确的粗集料密实方法。     

基于图像处理的集料形态特征定量评价

数字图像处理技术的引入,将会实现矿质集料颗粒形态特征的直接、客观的定量评价。通过对矿质集料数字图像进行噪声消除、图像分割、二值化形态学处理、边缘跟踪以及颗粒分析,得到了各个集料颗粒的面积、周长、拟合椭圆等形态特征参数。进一步对各参数进行统计分析,得到了针对集料的圆度、棱角性、表面纹理以及针片状颗粒含量等形态特征指标的分析结果。基于成像相关知识,采用基于LED光源的背光图像采集平台,对不同档位的集料颗粒形态特征进行定量评价和分析。试验结果表明:通过数字图像处理技术对不同档位集料颗粒形态特征参数进行图像描述,可以遴选出高效可行的有利于定量分析形态特征的参数;背光源采集方法可以更好提取集料颗粒图像边缘特征,使图像更有利于后续处理;不同档位下集料的圆度趋势比较明显,随粒径的增大而减小;棱角性变化与圆度截然不同,其中粗集料棱角性基本不变,而细集料随粒径的增大变化明显;粗集料的纹理指标值变化不大;粗集料的针片状颗粒含量为0,细集料的针片状颗粒含量大于1%。研究可以为矿质集料进场质量的过程控制提供快速高效的定量依据。