半刚性基层材料疲劳试验

为研究半刚性基层材料的组成与疲劳性能间的关系,对几种代表性半刚性基层材料进行疲劳试验研究。通过对骨架密实水泥稳定碎石、悬浮密实水泥稳定碎石、骨架密实水泥粉煤灰稳定碎石和悬浮密实水泥粉煤灰稳定碎石梁试件进行三分点加载疲劳试验,得到室内疲劳预估模型,并进一步分析了材料组成对疲劳性能的影响。研究结果表明：骨架密实结构水泥稳定碎石疲劳性能普遍优于悬浮密实结构水泥稳定碎石;水泥粉煤灰稳定碎石的疲劳性能优于水泥稳定碎石;增加结合料剂量使得材料疲劳敏感性增加,但实际承载能力提高;级配稍细的骨架密实结构半刚性基层材料疲劳性能较好。     

水泥稳定碎石材料疲劳性能试验分析

通过应力控制模式下的小梁弯拉疲劳试验配合动态信号采集系统采集试验中的应变,通过Matlab进行数据处理,分析不同级配水泥稳定碎石材料的疲劳特性。结果表明:水泥稳定碎石小梁试件疲劳变形分为稳定阶段、增长阶段和破坏阶段。级配不同,水泥稳定碎石试件的疲劳特性差别显著,各阶段模量差别明显。通过3个阶段对应下弹性模量临界点的对比得到不同级配水泥稳定碎石试件抗疲劳性能的优劣。     

水泥稳定碎石强度影响因素

为了揭示水泥稳定碎石强度形成机理及影响因素,分别采用静压成型方法和振动试验方法成型试件,通过室内试验,研究试件成型方式、水泥剂量、级配类型和密实度对水泥稳定碎石强度的影响规律。结果表明:成型方法对试件结构尤其是矿料级配及矿料排列影响很大,振动法成型试件28 d后强度接近于静压法的2.54倍;水泥剂量(质量分数)对初始强度影响效果不明显,水泥剂量小于5%时,对水泥稳定碎石极限强度影响显著,水泥剂量超过5%时,水泥剂量增加1%时极限强度提高不超过10%;骨架密实型水泥稳定碎石比悬浮密实型初始强度约增大19%,后期强度约增大10%;试件密度提高1%,水泥稳定碎石强度至少提高11%;龄期28 d前水泥稳定碎石强度增长较为显著,龄期达到28 d时,水泥稳定碎石强度可达到极限强度的75%以上。     

水泥碎石疲劳特性及影响因素

为了分析成型方式、级配及胶结料剂量对水泥碎石疲劳特性的影响规律,采用正交试验方法,对不同工况条件下水泥碎石进行了疲劳性能试验;利用威布尔(Weibull)分布函数对疲劳试验结果进行了统计分析,并采用极差分析法确定了水泥碎石疲劳性能影响因素的敏感性排序,根据材料学微观组成理论分析了影响因素排序与疲劳性能之间的相关性.结果表明:各因素对疲劳寿命影响的敏感性从大到小排序为:成型方法、水泥结合料剂量、级配骨架;采用振动成型设计法,适当提高水泥结合料用量,选用悬浮密实结构的级配形式,可以提高水泥碎石基层材料抗疲劳性能.     

矿料级配对水泥稳定碎石强度特性的影响

水泥稳定碎石基层材料的矿料级配影响其强度特性,该文通过车辙板成型试件的方法,通过室内试验研究试件密实度、成型方式、级配类型对水泥稳定碎石强度的影响规律.水泥稳定碎石的密实程度对水泥稳定碎石的强度有明显的影响,密实度高时,强度比较高;密实悬浮结构的抗压强度比骨架密实结构的试块抗压强度高;骨架密实结构的抗折强度高于密实悬浮...     

骨架密实性水泥稳定碎石基层静压法与振动法性能对比研究

就水泥稳定碎石基层配合比通过静压法和振动法两种成型方法,对同一级配骨架密实性水泥稳定碎石混合料试件进行对比分析,并进行工程实际验证,分析结果表明振动法更能很好的模拟实际施工现场,采用振动法求得的参数指导现场施工可提高路面的整体稳定性,减少表面反射裂缝,延长道路使用寿命,减少后期道路养护成本。     

成型方法对水泥稳定大粒径钢渣基层强度特性的影响

为研究大粒径钢渣在基层中的适用性,采用大粒径沥青混合料级配设计方法将不同比例的钢渣与碎石掺配,分析不同水泥掺量(质量分数,下同)和成型方法对水泥稳定大粒径钢渣基层混合料(CSLS)最佳含水率和最大干密度的变化规律,并对不同成型方法和结构类型的CSLS进行无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量等测试,研究养生龄期、水泥掺量、成型方法、结构类型对CSLS力学特性的影响规律。研究结果表明：振动压实法下骨架密实和悬浮密实结构CSLS的平均最大干密度分别为重型击实法下的1.023倍和1.013倍,重型击实法下骨架密实和悬浮密实结构CSLS的平均最佳含水率分别为振动压实法下的1.111倍和1.223倍;养生龄期对CSLS的强度特性有正向影响,呈非线性增长的趋势;水泥掺量从4.0%增大至6.0%,CSLS的7 d无侧限抗压强度平均增长25.9%,28 d间接抗拉强度平均增长39.6%,90 d抗压回弹模量平均增长22.4%;成型方法对CSLS的路用性能影响较大;对于悬浮密实(骨架密实)结构CSLS,振动成型试件的7 d无侧限抗压强度、28 d间接抗拉强度、90 d抗压回弹模量分别比静压成型试件相...     

不同类型水泥稳定碎石温缩系数对比试验

目的研究水泥质量分数、级配类型和拌和方式对水泥稳定碎石材料温缩性能的影响.方法对传统应变片法进行了优化,拟合温度-应变关系式,求导得温度-补偿系数关系式,建立了采用微晶玻璃作为补偿材料的高精度温缩系数测量方法 .结果常规拌和条件下,抗裂级配(骨架-嵌挤密实型)水泥稳定碎石的温缩系数高于常规级配(骨架密实型);振动拌和条件下,抗裂级配水泥稳定碎石的温缩系数低于常规级配水稳碎石,降低幅度约为10%.常规级配条件下,振动拌和工艺对水泥稳定碎石的温缩系数影响较小,温缩系数平均值降低约3%;抗裂级配条件下,经振动拌和后的水泥稳定碎石的温缩系数显著低于常规拌和,降低幅度在60%以上.结论采用优化后的温缩系数测量方法能够有效降低试验误差,而且抗裂型级配水泥稳定碎石抗温缩性能的好坏与拌和工艺之间的关系非常密切,在实际工程中在使用抗裂型级配水泥稳定碎石材料的同时应采用振动拌和工艺,以保证基层材料的抗温缩性能.     

不同级配水泥稳定碎石基层疲劳强度试验研究

对不同结构类型的水泥稳定类试件进行试验室三分点加载弯曲疲劳试验,通过不同级配类型的强度数值来拟定疲劳试验的荷载中值,并测出对应的荷载作用次数,从而确定试件的抗疲劳能力,试验数据得出,骨架密实型的疲劳性能优于悬浮密实型,其中又以级配一的抗疲劳性能最优.     

水泥稳定级配碎石基层材料路用性能及超轴载下疲劳寿命研究

目的研究较低掺量的水泥的级配碎石基层材料完全满足重载交通下的力学性能指标和路用性能指标,分析水泥稳定级配碎石基层材料的路用性能及在重载交通下的适用性.方法运用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51—2009)中规定的试验方法,采用骨架密实型级配,通过静压和振动两种成型方法,在最佳含水量时制作试件.结果当水泥质量分数在3.5%以上时,骨架密实型水泥稳定级配碎石材料的基层强度可以达到重载交通路用性能要求.当轴载不大于140 k N的情况下,水泥稳定级配碎石的使用寿命可以满足设计期内使用的要求.结论使用水泥稳定级配碎石做道路基层时,推荐使用水泥质量分数为3.5%~4.5%,水泥稳定级配碎石基层材料对重载交通具有良好的适用性.     

基于灰色关联法的水泥稳定碎石抗疲劳性能影响因素分析

借鉴灰色关联分析方法,对所选取的水泥稳定碎石混合料试件在反复荷载下达到106次疲劳寿命的应力水平、水泥剂量、4.75mm通过率、成型方式进行了综合评价,确定了各水泥稳定碎石抗疲劳特性影响因素的影响程度,为提高水泥稳定碎石的抗疲劳性能提供依据。     

路面加铺后旧沥青混合料的疲劳性能

针对老路面沥青层在加铺前后的不同受力状态,提出了两级荷载疲劳试验研究加铺后老路面沥青混合料疲劳性能的思路.通过小梁试件的室内两级荷载疲劳试验,获得了几种常用沥青混合料的二次疲劳方程,并在考虑室内与野外疲劳寿命差异的基础上,建议方程修正系数取1200.推荐了老路沥青层混合料抗拉强度结构系数供加铺设计参考.研究表明:沥青混合料二次疲劳方程与常规一级荷载疲劳方程具有相同的型式,且两者疲劳曲线的斜率没有变化,但由于一级荷载损伤的不同,二次疲劳曲线的位置有不同程度的下移;推荐的老路沥青层混合料抗拉强度结构系数克服了现有规范中沥青混合料抗拉强度结构系数不能用于老路沥青层底拉应力验算的缺陷,可直接用于加铺层设计或验算.     

水泥稳定碎石基层材料特性

从冲刷、疲劳、强度、收缩四个方面论述了水泥稳定碎石基层材料的特性,研究表明:通过增加强度、增大空隙率和降低细料含量等材料组成设计,能够明显的增强材料的抗冲刷性能;适当的增加水泥剂量可以提高水泥稳定碎石基层材料的疲劳寿命,在水泥剂量相同的情况下,偏细级配的水泥稳定碎石基层能具有更好的抗疲劳性能;水泥稳定碎石基层材料的强度不仅通过合适的水泥剂量获得,也取决于良好的骨架级配;经过保湿能够有效的避免干燥收缩,防止其产生收缩裂缝,对水泥剂量的严格控制能够明显的减少水泥稳定碎石基层材料产生温缩裂缝的情况。     

抗裂型水泥稳定碎石配合比设计及路用性能研究

为了提高水泥稳定碎石的抗裂能力,选取广东省佛山地区花岗岩集料,通过大量室内试验进行了抗裂型水泥稳定碎石混合料的配合比设计和路用性能分析.首先,采用两级干捣试验根据骨架间隙率合理极小值获得了三档粗集料的最佳配比,并采用i法和CBR试验得到了CBR值最大的细集料密实级配.其次,采用7d无侧限抗压强度试验,确定了强度最大的粗细集料最佳配比,由此提出了骨架密实结构的抗裂型水泥稳定碎石混合料的设计级配及最佳水泥剂量.最后,通过路用性能检验,并与施工规范悬浮密实级配进行了对比,结果表明,设计级配的各项路用性能均明显优于规范级配.因此,所提出的骨架密实结构水泥稳定碎石混合料具有优良的抗裂性能,可应用于工程实际.     

垂直振动成型冷再生混合料疲劳特性研究

为深入研究乳化沥青冷再生混合料的疲劳特性,采用更符合混合料现场压实工况的垂直振动法成型圆柱体试件.研究了RAP掺量、成型方法及浸水环境对冷再生混合料疲劳特性的影响,应用Weibull分布建立冷再生混合料疲劳方程,并借助扫描电镜揭示了冷再生的疲劳抗裂机理.结果表明:新集料掺量对冷再生混合料疲劳性能有显著影响,疲劳性能随新集料掺量的增加呈抛物线变化趋势,当新集料掺量为20%时抗疲劳性能最优;垂直振动法设计冷再生混合料在应力作用下的抗疲劳性能及对应力变化敏感性优于马歇尔法;与未浸水试件相比,不同应力水平下浸水试件的疲劳寿命均缩短,对应力变化更加敏感;水泥-乳化沥青胶浆相互渗透胶结,并将集料紧密黏结,形成较致密的网状结构,有效改善胶浆与集料的界面协调变形,延缓裂缝发展.     

振动成型方式对水泥稳定级配碎石路用性能的影响

一、水泥稳定级配碎石作为路面基层存在的问题分析 1.室内试验确定水泥稳定级配碎石的最大干密度、最佳含水量是用重型击实试验方法,测定混合料无侧限抗压强度的试件成型方式采用静压法或锤击法.     

级配对低剂量水泥改性级配碎石性能的影响

为了探讨级配对低剂量水泥改性级配碎石性能的影响,促进低剂量水泥改性级配碎石基层结构的推广应用,参照相关规范中水泥稳定碎石和级配碎石的级配范围,选择了4种具有代表性的级配制备低剂量水泥改性级配碎石,进行了无侧限抗压强度、抗压回弹模量及CBR试验,干缩和温缩试验,液塑限和渗水试验,对比分析了不同级配的低剂量水泥改性级配碎石的路用性能及其随龄期的变化规律。研究结果表明,级配对低剂量水泥改性级配碎石路用性能具有明显的影响,粗集料偏多会降低无侧限抗压强度和抗压回弹模量,而细集料偏多会降低CBR值;级配对干缩性能与温缩性能的影响具有相似规律,增加粗集料、减少细集料,有利于控制碎石基层收缩裂缝的产生;无论哪种级配,低剂量水泥改性级配碎石均具有良好的渗水性能和水稳定性。综合比较,宜选择粗细集料均具有一定含量的骨架密实型级配用于低剂量水泥改性级配碎石。     

骨架密实型水泥稳定碎石级配设计方法

为研究水泥稳定碎石的级配优化设计问题,针对未加水泥的级配矿料,构建矿料间隙率的物理模型,给出骨架密实型级配矿料粗细分界筛孔通过率的计算公式,建立骨架密实型级配设计理论.在考虑细料对粗料排列的干涉作用后,通过试验获得实际意义上的骨架密实型水泥稳定碎石,形成该类材料的级配优化设计方法.结果表明:未加水泥的级配矿料击实试验所得的最大干密度或间隙率可作为判断水泥稳定碎石骨架密实性的简便指标;通过建立的理论模型与优化设计方法,可成功地设计出水泥剂量较低、强度较高的骨架密实型水泥稳定碎石.     

某高速公路水稳碎石质量控制新措施

某高速公路水泥稳定碎石基层从混合料组成设计到现场路面结构层施工采取了一系列的质量控制新措施,其中混合料组成设计级配采用骨架密实结构,试验方法中最大干密度、最佳含水量和无侧限抗压强度采用振动成型法取得,施工过程中采用立模铺筑;这些质量控制新措施的使用,提高了水泥稳定碎石结构层的路用性能,确保了某高速公路水泥稳定碎石基层的施工质量。     

RAP粒径对水泥稳定再生混合料的性能影响研究

为了研究旧沥青混凝土对水泥稳定再生混合料的性能影响,拟定了4种粒径范围的RAP替代相同粒径范围的RBP集料,对比采用骨架密实级配和悬浮密实级配的再生混合料,通过室内力学试验进行分析,并利用电子显微镜对RAP替代不同粒径RBP的混合料界面进行观察.试验结果表明:采用骨架密实和悬浮密实级配的混合料,当RAP替代粒径大于4.75mm,随着RAP替代粒径的增大,再生混合料的强度、模量均有明显降低,干燥收缩系数逐渐增大.粒径范围为2.36~4.75mm的RAP集料替代相同粒径范围的RBP集料,采用骨架密实级配的水泥稳定再生混合料,强度和模量降低幅度较小,同时干燥收缩系数有明显提高,RAP粒径越小,RAP与RBP界面融合程度越高.