级配碎石基于CBR的关键筛孔合理范围确定

通过级配碎石CBR试验研究,分析了不同筛孔及其通过率对级配碎石CBR值的影响。级配碎石的CBR值随4.75mm和0.6mm筛孔通过率的增加呈上凸抛物线趋势变化,随2.36mm筛孔通过率的增加呈平卧的“S”形状变化,随0.075mm筛孔通过率的增加近似呈抛物线趋势变化。结果表明,对于最大粒径为31.5mm、n值为0.5的级配碎石而言,4.75mm、2.36mm、0.6mm、0.075mm筛孔均应视为关键筛孔进行控制;以CBR值不小于180%为控制指标,推荐关键筛孔4.75mm、2.36mm、0.6mm和0.075mm基于CBR值的通过率合理变化范围分别为37.0%~45.5%、不小于25.5%、13.5%~18.0%和3.5%~8.0%。     

倒装式沥青路面级配碎石过渡层渗水特性分析

针对路面结构内部自由水易诱发路面出现唧浆、松散及冻融等病害,研究了倒装式沥青路面级配碎石过渡层的排水性能,测试了级配碎石试件渗水系数。采用重型击实法成型试件,采用路面渗水仪测试其渗水系数,分析了主要影响因素(如主要筛孔通过率、空隙率等)对级配碎石混合料渗水性能的影响,进而拟合了其渗水系数预估公式。研究表明:空隙率及4.75mm以下筛孔通过率对渗水系数的影响大于4.75mm以上筛孔通过率,过渡层级配碎石空隙率宜分布在13%～15%内;基于各因素对渗水系数影响程度的综合分析,采用关键因素(关键筛孔通过率和空隙率等)回归得出了渗水系数预估公式,该公式适用于0.075mm筛孔通过率在3%～14%范围内的级配碎石渗水系数预估,可为倒装式沥青路面过渡层级配碎石的设计、渗水系数现场测试提供指导。     

水泥稳定碎石配合比设计分析

针对某高速公路提出在水泥稳定碎石基层配合比设计时。将混合料中4．75mm筛孔通过率取下限．将P．O32．5级缓凝早强水泥改用P．O42．5缓凝早强水泥的想法。通过试验，将混合料配制成粗细不同的级配，掺加不同剂量、不同品种的水泥后分别用重型击实法确定最大干密度和最佳含水量，再制成无侧限抗压强度试件得出不同情况下的强度。通过分析，认为在使用玄武岩的情况下．混合料中4．75mm筛孔通过率在规范中值附近，掺加4．5％的P．O32．5级缓凝早强水泥后水稳碎石完全能满足7d强度不小于4．0MPa的要求。     

废旧橡胶颗粒沥青混合料抗滑性能研究

通过摆式摩擦系数仪和铺砂法分别检测了成型板式试件的摩擦系数和构造深度,对5种级配对应的摩擦系数、构造深度、关键筛孔通过率,以及构造深度与空隙率之间的关系进行分析,研究认为：4.75 mm筛孔通过率是控制级配组成的一个重要因素,对混合料的多项性能都有很大影响,通过率越低,抗滑性越好;空隙率可作为抗滑性的评价指标。     

多孔水泥稳定碎石级配设计关键因素及其影响规律研究

针对多孔水泥稳定碎石材料的强度性能与透水性能,通过室内试验,研究了最大公称粒径、关键筛孔通过率及细料掺配比例的影响规律,给出了级配设计中应遵循的原则及因素推荐值,结论对排水基层材料设计具有参考作用。     

掺钢渣水泥稳定碎石配合比优化设计及路用性能研究

为分析萍钢钢渣代替碎石对水泥稳定碎石基层的影响,参照半刚性基层水泥稳定碎石配合比设计方法,对3种结构类型、9种级配的萍钢钢渣混合料进行5%水泥剂量的7 d抗压强度试验,确定最优级配;进行5种钢渣掺量水泥稳定碎石混合料抗压强度试验、弹性模量试验、干缩试验和温缩试验并与水泥稳定碎石进行对比。结果表明,水泥稳定钢渣的级配以骨架密实细型级配为最优;以60 d强度为优化目标比7 d强度更合理;掺钢渣水泥稳定碎石的强度、弹性模量及干缩性能优于水泥稳定碎石,但其温缩性能降低。     

施工变异性对水泥稳定基层强度的影响及质量控制

结合周口市公路建设,通过正交试验的方法,分析水泥剂量、4.75 mm筛孔通过率、压实度和含水量4种施工变异性因素对抗压强度和劈裂强度的影响,得出4个因素对7 d抗压强度和90 d劈裂强度影响次序为:水泥剂量>级配(4.75 mm筛孔通过率)>压实度>含水量.最后提出了减小施工变异的措施和质量控制方法.     

水泥稳定碎石强嵌挤型骨架密实级配研究

为了提高水泥稳定碎石路用性能,分析了水泥稳定碎石组成结构对性能影响规律,提出级配设计原则和强嵌挤骨架密实级配,并通过室内试验验证了其路用性能。结果表明:强嵌挤骨架密实级配中9.5mm以上集料、4.75mm以下集料和0.075mm以下集料用量多,4.75～9.5mm集料用量少;强嵌挤骨架密实级配矿料的CBR值比规范骨架密实级配矿料提高了8%～14%;与规范骨架密实级配水泥稳定碎石相比,强嵌挤骨架密实级配水泥稳定碎石28天抗压强度、极限强度和劈裂强度分别提高了6%～12%、8%～20%、8%～15%。     

基于细集料填充系数的水泥稳定碎石性能研究

水泥稳定碎石混合料的结构状态直接影响其力学性能和路用性能。文中首次提出了水泥稳定碎石筛控级配设计方法及其结构指标细集料填充系数。通过大量的室内试验及数据分析表明,细集料填充系数在0.46~0.87范围内增长时,水泥稳定碎石力学指标呈先增长后减小的变化规律,但不同指标的变化速率有差别;其抗冻系数呈先增长迅速后增长缓慢的变化规律;其干缩系数和温缩系数的变化规律与抗冻系数相反;其冲刷质量损失呈持续增长的变化规律。综合分析水泥稳定碎石力学性能和路用性能受细集料填充系数变化的影响规律,确定其合理范围为0.63~0.75,此时4.75mm筛孔的通过率范围为27%~33%。     

基于单轴贯入试验的AC-20级配优化

为了提高沥青混合料的路用性能,利用颗粒流软件PFC~(2D)构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法,阐述了沥青混合料单轴贯入数值试验中试验条件的模拟方法和模型参数的取值,结合实体工程中AC-20室内单轴贯入试验评价了其可靠性。选取不同的原材料得到3组模型参数,基于单轴贯入数值试验研究了模型参数取值、粗集料级配、细集料级配和粗细集料比例对沥青混合料抗剪强度的影响规律。最后,通过室内单轴贯入试验确定了关键筛孔最佳通过率范围,提出了以抗剪强度最大为原则的AC-20矿料级配,并验证了其路用性能。结果表明:单轴贯入强度模拟曲线与室内实测曲线基本吻合;单轴贯入数值试验模型参数的取值对最大抗剪强度时集料的比例不产生影响;五档粗集料19~26.5mm,16~19mm,3.2~16mm,9.5~13.2mm,4.75~9.5mm的比例为3∶12∶5∶10∶10,细集料级配取I=0.75时所对应的级配,粗细集料比为60∶40时,沥青混合料抗剪强度最大;建议AC-20沥青混合料矿料级配9.5mm,4.75mm,2.36mm及0.075mm筛孔通过率分别为50%~60%、34%~44%、31%~37%和3%~7%;与规范推荐级配中值相比,优化级配AC-20混合料的抗剪强度、动稳定度分别提高了25%、27%。     

水泥稳定碎石结构层施工控制参数研究

水泥稳定碎石基层是我国高速公路常用的承重结构层,由于水泥用量不合理、施工工艺不科学,新建基层常常出现开裂情况,进而降低了道路的使用寿命。采用新水泥碎石混合料CBG-25断级配设计理论,计算出水泥稳定碎石混合料的级配组成;并通过不同级配和水泥剂量的无侧限抗压强度试验,且在此基础上研究了级配和水泥剂量对混合料强度的影响规律,结合实体工程实施效果阐述了水泥稳定碎石现场施工的控制要点。     

搅拌方式对水泥稳定碎石混合料抗压强度的影响

为了提高水泥稳定碎石混合料的搅拌均匀性,改善抗压强度,采用正交试验的方法,对水泥质量比（用量,下文同）为4%的悬浮密实型混合料,通过分析振动搅拌条件下不同位置混合料的7 d无侧限抗压强度及其变异系数,确定搅拌时间、湿拌时间、振动频率和搅拌速度的合理取值与匹配,并在此基础上对3%、4%和5%水泥用量的悬浮密实型和骨架密实型混合料,开展振动搅拌与普通搅拌的对比试验,分析振动搅拌对水泥稳定碎石混合料抗压强度的影响。结果表明：在振动搅拌条件下,搅拌时间对混合料抗压强度的影响最大,振动频率和搅拌速度次之,湿拌时间的影响最小,并且随着各搅拌参数取值的增大,抗压强度增加且变异系数降低;在选用合理搅拌参数的基础上,振动搅拌能够显著提升混合料的强度指标,但随着水泥用量增加,振动搅拌混合料的强度提高率降低;与普通强制搅拌相比,振动搅拌悬浮密实型混合料的强度平均提高20.7%,骨架密实型混合料的强度平均提高16.1%,强度变异系数降低约40%;在相同的水泥用量下,振动搅拌和普通强制搅拌的骨架密实型混合料强度都明显高于悬浮密实型,但振动搅拌对悬浮密实型混合料更为敏感,强度提升幅度更大。     

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。     

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。     

玄武岩纤维对乳化沥青水泥稳定碎石性能的影响研究

在乳化沥青水泥稳定碎石基层材料中添加掺量0.6 ‰,长度为18 mm的玄武岩纤维后,通过室内试验对乳化沥青水泥稳定碎石性能的影响进行研究。结果表明:随着养护龄期的增加,乳化沥青水泥稳定碎石的弯拉强度逐渐增加,干缩应变逐渐降低;相比不掺玄武岩纤维的乳化沥青水泥稳定碎石,掺纤维后,乳化沥青水泥稳定碎石的最大干密度和最佳外掺水量变化不大;乳化沥青水泥稳定碎石的抗疲劳性能提升,且各个龄期的的干缩应变明显降低,弯拉强度明显上升。通过工程应用表明,在乳化沥青水泥稳定碎石中添加玄武岩纤维能很好地降低反射裂缝,提升道路整     

抗裂嵌挤型水泥稳定碎石基层的研究I：强度影响因素

抗裂嵌挤性水泥稳定碎石基层属于骨架密实型基层,这种基层具有较高的强度。4．75mm筛孔通过率、集料类型和水泥的剂量对混合料的强度具有影响。试验结果表明,4．75mm筛孔通过率和水泥剂量与强度成正相关的关系,不同的集料类型,混合料的强度的变化规律也是不一样。同时,在水泥剂量较小的情况下,混合料的强度也可以达到水泥稳定碎石基层强度的要求。     

橡胶水泥稳定碎石振动击实试验研究

对不同橡胶粉掺量的水泥稳定碎石混合料进行了振动击实试验,并测定了不同橡胶粉掺量结合料的最大干密度、最佳含水量;分析了橡胶粉含量对水泥稳定碎石的无限侧抗压强度的影响;最后采用冲刷试验和干燥收缩性能试验分析了橡胶粉对水泥稳定碎石性能的影响.结果表明：一定含量和细度的橡胶粉能够略微改善水泥稳定碎石的抗压强度,提高水泥稳定碎石的稳定性.     

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。     

水镁石纤维对水泥稳定再生碎石路用性能的影响

依托某城市快速路改扩建工程,进行天然碎石、再生碎石、水镁石纤维等原材料性能指标试验;对掺配水镁石纤维颗粒的水泥稳定再生碎石进行组成设计;通过重型击实试验、无侧限抗压强度以及干缩应变试验,对比性能指标差异;对比分析三类路基材料的经济成本.结果表明:水镁石纤维改良方案可增强水泥稳定再生碎石的强度,显著提升抗裂能力;掺配水镁...