水泥稳定炉渣碎石基层路用性能

为研究生活垃圾焚烧炉渣集料对水泥稳定碎石基层路用性能的影响规律,将0~9.5mm炉渣集料按照不同比例替代天然石料制备了水泥稳定炉渣碎石混合料,并测试了混合料的击实特性和无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、收缩特性及抗冻性.结果表明:炉渣集料掺量越高,混合料最佳含水率越大且最大干密度越小;水泥稳定炉渣碎石的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性均低于水泥稳定碎石;炉渣集料增加了试件的长期干缩变形,但降低了试件对失水率的敏感性,炉渣集料掺量不超过30%将减小试件温缩变形及对温度的敏感性.综合考虑,炉渣集料替代水泥稳定碎石中天然石料的质量分数宜在20%~30%.     

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...     

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.     

水泥粉煤灰稳定碎石强度增长特性

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石强度增长特性,通过不同龄期无侧限抗压强度试验和劈裂试验,研究了不同粉煤灰掺量下水泥粉煤灰稳定碎石强度变化情况.结果表明:粉煤灰的掺入,对水泥稳定碎石早期抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,就提高长期强度而言,粉煤灰最佳掺量约为10%;由于7d抗压强度不足以反映掺粉煤灰的水泥稳定碎石强度特性.建议采用7～90 d强度增长率作为评价其强度潜能,在实际工程中应适当降低其7 d强度要求.     

凹凸棒石黏土对水泥稳定碎石性能的影响

为了避免水泥稳定碎石基层收缩开裂的产生、延长路面使用寿命,在水泥稳定碎石基层中掺加凹凸棒石黏土来改善其力学性能与抗裂性能.试验结果表明,与空白试样相比,在各自最佳掺量下,掺X型凹凸棒石黏土、Y型凹凸棒石黏土和Y型煅烧凹凸棒石黏土的水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度分别提高约5.9%,5.4%和21.5%,50 d后其干缩系数较空白试验分别减小约13.7%,7.4%和20.5%,且掺入凹凸棒石黏土后水泥稳定碎石的失水率也有一定程度的下降.采用扫描电镜观察水泥砂浆的微结构,发现凹凸棒石黏土掺入后生成较多的水化产物,形成网状结构,从而大大减少了水泥稳定碎石的收缩裂缝数量.     

基于无侧限抗压强度水泥稳定碎石风积沙基层配比研究

近年来,内蒙古地区沙漠化程度有逐年上升的趋势,当地的风积沙储量很大,若能够解决风积沙作为公路基层筑路材料使用问题,使其强度和稳定性达到基层建设标准使用要求,则筑路取料方便,运输经济。风积沙粒径均匀,天然含水率较低,透水性好,保水性能差,级配不良。采用悬浮密实结构选取水泥掺量为9%、10%、11%的掺配比例,组成水泥稳定碎石风积沙作为基层材料,在最佳含水率条件下,研究分析了不同配合比下7 d、28 d无侧限抗压强度值。通过水稳定系数,在相对高掺量水泥固化下,按照试验设定的配合比,对水泥稳定碎石风积沙的水稳定性进行了对比分析。     

掺复合碱激发剂的矿渣水泥稳定碎石基层路用性能研究

为了克服矿渣水泥稳定碎石基层早期强度不足的问题,选择氢氧化钠与硅酸钠两种碱性激发剂对矿渣水泥的活性进行激发,根据单掺试验结果掺配出一种复合碱激发剂,并研究了该复合碱激发剂对水稳碎石基层无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量及干缩性能的影响。试验结果表明,掺入氢氧化钠或硅酸钠均能有效激发矿渣水泥的活性,二者的合理掺量分别为6%与4%,按此合理掺量复配而成的复合碱激发剂具有比单掺更优异的效果;该复合碱激发剂较好地提高了基层试块的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量,但对干缩性能产生了不利影响。     

基于温度域的水泥土稳定RAP混合料配合比设计

为解决掺入灰土的水泥土稳定回收沥青路面材料(RAP)混合料基层强度不适用中国《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521—2019)的问题,通过7 d无侧限抗压强度试验,研究不同温度下RAP掺量对水泥土稳定RAP混合料抗压强度的影响规律,提出基于温度域的水泥土稳定RAP基层强度标准值;分析温度对不同灰土掺量、水泥掺量、养生龄期下冷再生混合料性能的影响规律,提出基于温度域的水泥土稳定RAP混合料的强度标准及其配合比设计建议值。研究结果表明:对中、轻交通荷载等级公路,水泥土稳定RAP冷再生混合料无侧限抗压强度应不小于3.2 MPa;不同温度下水泥土稳定RAP混合料的无侧限抗压强度变化规律相近,即随RAP掺量增大而降低,RAP最佳掺量(质量分数,下同)为70%,水泥土稳定RAP混合料的无侧限抗压强度随灰土掺量增大而降低,且灰土的合理掺量范围为0%～40%;水泥的加入能够显著提高冷再生混合料的力学强度,且其前期强度增长较大,但随着水泥掺量的增加,其对混合料力学性能的增强效果逐渐减弱,水泥的掺量应控制在4.5%～5.5%;灰土的加入对冷再生混合料有不利影响,其冷再生混合料的力学强度逐渐降低,且灰土掺量在20%以下时,混合料的强度降低率较小,随着灰土掺量的增大,其力学强度的降低率增大,灰土的最佳掺量为10%～20%;水泥土稳定冷再生混合料的强度形成主要在初期,且灰土的加入对冷再生混合料的早期强度不利。     

不同替代率再生骨料水泥稳定碎石性能研究

将废旧水泥混凝土再生集料用于水泥稳定碎石基层,实现基层再生集料的全替代,是路面绿色化建设的目标。该文中对比研究了天然集料和不同替代率下再生集料水泥稳定碎石的性能,试验结果表明：再生集料的物理性能（表观密度、含泥量、压碎值、吸水率等）都低于天然集料,但符合规范要求。随着水泥稳定碎石中再生集料占比增加,全再生集料混合料比天然集料混合料最大干密度所需最佳含水率增加了20.6%;再生集料水泥稳定碎石的7 d和28 d无侧限抗压强度呈下降趋势,与天然集料水泥稳定碎石对比,全替代再生集料水泥稳定碎石7 d和28 d强度分别下降36.2%和28.5%。研究表明再生集料基层能够满足建设要求,为工程应用提供了借鉴。     

风积砂地区路面基层材料的试验研究及仿真

采用均匀设计的方法来优化安排试验,以水泥、石灰、碎石、风积砂为原材料进行试验研究,得到水泥石灰稳定风积砂的最佳含水量、最大干密度、无侧限抗压强度、回弹模量等指标,得到满足工程要求的最佳配合比为,水泥掺量900 g、石灰掺量1 000 g、碎石掺量3 000 g、风积砂掺量5 300 g。通过现场工业性试验和观测,结果表明:试验段水泥石灰稳定风积砂基层状况良好,且弯沉值满足有关的要求。将人工神经网络应用于水泥石灰稳定风积砂无侧限抗压强度的预测中,预测结果有较高的精度,同时对工程具有一定的指导意义。     

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.     

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.     

水泥稳定碎石基床冻融劣化试验及模型研究

为研究季节性冻土地区高铁路基水泥稳定碎石基床长期冻融循环耐久性,将宏观试验与结构内部微元体的损伤发展相结合,建立了基于Morgan-Mers-Flodin(MMF)模型的高铁路基水泥稳定碎石基床冻融耐久性劣化模型,室内长期冻融循环试验以无侧限抗压强度和抗折强度作为评估水泥稳定碎石材料冻融耐久性的指标.研究结果表明:首先,无侧限抗压强度和抗折强度可表征水泥稳定碎石的冻融耐久性劣化规律;其次,以无侧限抗压强度损失率为控制指标,建立的冻融耐久性预测模型与室内试验保持一致;最后,水泥含量由3％增加至5％时,材料内部抗冻融损伤能力明显提高,建议高铁路基水泥稳定碎石基床水泥掺量为5％.研究结果以期为高铁路基水泥稳定碎石基床强度标准的制定,以及施工和安全运营提供理论支撑.     

HPMC对水泥稳定全深式冷再生材料的性能影响研究

针对水泥稳定全深式冷再生混合料的泌水、施工操作时间短、黏结力不足等诸多问题,通过在水泥胶砂试件中添加羟丙基甲基纤维素醚(HPMC),研究HPMC对水泥胶砂试件抗折及抗压强度的影响;进而探讨在再生混合料中掺入HPMC的可行性,重点研究了不同掺量的HPMC对水泥稳定全深式冷再生材料的性能影响。研究发现:HPMC由于引气作用会降低水泥水化后水泥胶砂试件的抗折及抗压强度;水泥在HPMC溶于水后的分散液中进行水化,与水泥先水化再掺入HPMC相比,水泥胶砂试件抗折及抗压强度有所增大。掺入HPMC,对水泥稳定全深式冷再生材料的无侧限抗压强度有削弱作用;再生混合料具有一定黏聚性能不易离析,且在常温及高温下保水性能较好,基本无泌水现象。     

水泥砂浆固化土抗压强度特性试验

为论证水泥砂浆固化土工程应用的可行性,通过设置不同掺砂量、含水率、砂料粒径和养护龄期条件,对水泥砂浆固化土进行无侧限抗压强度试验.试验结果表明:(a)掺砂可提高水泥砂浆固化土的抗压强度,尤其是早期强度.一定水泥掺入比条件下,当掺砂量处于最优掺砂率(10％左右)时水泥砂浆固化土的强度特性改善幅度最大,掺砂量超过最优掺砂率后水泥砂浆固化土的抗压强度无显著提高.(b)水泥砂浆固化土的抗压强度随原料土含水率的增加而减小,当原料土的含水率较低或养护龄期较短时,水泥砂浆固化土的抗压强度下降幅度均较大,当含水率较高时水泥土掺砂难以达到预期的固化效果.(c)砂料粒径变化对水泥砂浆固化土的抗压强度影响较小,水泥砂浆固化土强度随着粒径的增大略有提高;砂料粒径变化对水泥砂浆固化土变形系数的影响较大,两者近似成正比关系,在实际工程中无需对砂料进行筛分而直接运用即可获得较好的处理效果.(d)水泥砂浆固化土无侧限抗压强度试验的破坏模式多为脆性张裂破坏和塑性剪切破坏.随着养护龄期的延长以及掺砂量的增加,脆性张裂破坏更为显著.     

不同湿度状态下高液限粉土的强度特性

为了掌握潮湿地区粉土的强度特性,为粉土路基设计和施工提供技术参数,通过控制初始干密度和含水量的方法制备试样,开展粉土和水泥改良粉土的无侧限抗压强度、直接剪切强度、承载比(CBR)强度等试验,获得了不同含水量或不同浸水条件下粉土和水泥改良粉土的强度指标。结果表明,粉土的强度受压实度和含水量的影响最大;粘聚力随含水量的变化先增大后减少;同等条件下掺4%的水泥以后粉土的内摩擦角约提高了2倍、粘聚力提高4倍。粉土的不浸水承载比强度要远大于浸水承载比强度,但制样含水量超过20%以后,即使不浸水其承载比强度也发生急剧衰减,因此粉土的强度对水十分敏感。