水泥乳化沥青稳定碎石基层收缩特性

由于水泥稳定碎石基层干缩、温缩较大,容易引起路面反射裂缝,提出用水泥乳化沥青复合胶浆来稳定碎石作为一种抗收缩能力较强的新型基层材料.在分析半刚性基层的收缩机理和水泥乳化沥青稳定碎石的微观结构后,进行了干缩试验和温缩试验,并利用室内试验结果计算了水泥稳定碎石和水泥乳化沥青稳定碎石两种混合料作为基层应用时的干缩应力和温缩应力.通过分析比较,水泥乳化沥青稳定碎石的干缩应力和温缩应力更小,表明其抗收缩性能更好,能较好地延缓基层开裂.     

掺乳化沥青半刚性基层混合料的路用性能研究

本文介绍了在水泥稳定碎石土和水泥粉煤灰稳定碎石土两类常用半刚性基层中加入乳化沥青后的强度和收缩路用性能的变化规律。结果表明：乳化沥青使水泥稳定碎石土和水泥粉煤灰稳定碎石土的强度下降,明显降低了两种混合料的干缩系数和温缩系数,在一定掺量范围内,掺乳化沥青可以减小半刚性基层的收缩开裂,从而使强度满足规范要求。可为半刚性基层路面的防裂作为参考。     

低剂量水泥稳定碎石混合料收缩性能试验

针对半刚性基层沥青路面裂缝问题,采用理论分析和试验的方法,从提高半刚性基层材料抗裂角度出发,由集料级配组成和结合料剂量两个方面入手,研究低水泥剂量稳定级配碎石基层的抗裂性能.结果表明,不同龄期的收缩系数均呈现明显规律性,混合料的干缩系数和温缩系数都随着水泥掺量的增大而增大;同时骨架型级配的混合料收缩应变小于连续型级配的.研究结论能有效地指导道路施工,减少半刚性基层沥青路面裂缝的产生.     

钛石膏-粉煤灰对水泥稳定碎石收缩特性和强度的影响

为改善水泥稳定碎石的早期收缩裂缝问题,以钛石膏-粉煤灰为抗收缩剂,对掺加该材料的水泥石和水泥稳定碎石的收缩特性和强度进行试验研究.首先测定掺加不同配比抗收缩剂水泥石试件的干缩率;然后通过扫描电镜分析不同龄期水泥石试件的微观结构;最后对掺加抗收缩剂的水泥稳定碎石进行收缩特性和强度试验.结果表明:抗收缩剂能够产生膨胀作用抑制水泥石试件的收缩变形,且当钛石膏与粉煤灰比例为1∶1.5时,具有最优的抗收缩效果;抗收缩剂能够显著提高水泥稳定碎石试件的抗裂性能,且随着掺量的增加而增大.     

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.     

不同类型半刚性基层材料性能的试验与分析

采用石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石及水泥粉煤灰稳定碎石进行干缩试验,对比研究3种半刚性材料的累积干缩量、失水率、累积失水率和干缩系数4个性能指标;对3种半刚性材料进行温缩试验,通过温缩系数对比,分析其温缩特性;通过抗压回弹模量试验和抗弯拉回弹模量试验,对比研究了其力学特性;对3种半刚性材料进行疲劳试验和冲刷试验,对比分析其耐久性。研究结果表明：3种半刚性材料干缩性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰稳定碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;温缩性能的优劣顺序为：水泥粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;抗冲刷性能的优劣顺序为：石灰粉煤灰碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、水泥稳定碎石;水泥粉煤灰稳定碎石的抗疲劳性能优于水泥稳定碎石。     

施工期间高速公路水泥稳定碎石基层裂缝研究

为研究施工期间高速公路水泥稳定碎石基层裂缝的发展规律,采用振动法实测了不同水泥剂量的水泥稳定碎石材料力学参数,根据实际的施工车辆荷载数据,运用Bisar3.0软件计算了基层层底拉应力,采用基于弹性地基板摩擦约束的收缩开裂模型分析了基层干缩裂缝间距,结果表明:水泥稳定碎石7 d劈裂强度值要大于现行沥青路面设计规范推荐值;在相同水泥剂量条件下,底基层采用二灰土的基层层底最大拉应力远小于开裂间距大于底基层采用级配碎石的基层;当底基层采用级配碎石时,基层水泥剂量应大于3.0%,施工车辆重量不宜大于35 t;随着水泥剂量的增大,水泥稳定碎石干缩应变、干缩系数先减小后增大,而基层开裂间距先增大后减小,并在水泥剂量为3.5%时干缩应变和干缩系数最小,基层开裂间距最大。     

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%.     

粉煤灰与粒化高炉矿渣对水泥稳定碎石强度和收缩特性影响研究

为了系统评价活性粉末对水泥稳定碎石路用性能的影响,采用无侧限抗压试验、间接抗拉试验、干缩试验和温缩试验,研究了粉煤灰与粒化高炉矿渣单掺及复掺比例对水泥稳定碎石强度和收缩性能的影响规律。结果表明:粉煤灰、粒化高炉矿渣在单掺、复掺下均能通过填充效应及二次水化反应改善水泥稳定碎石力学特性和收缩特性,其中掺加粒化高炉矿渣的水泥稳定碎石强度增长较快,复掺粉煤灰与粒化高炉矿渣对水泥稳定碎石力学特性与收缩特性改善效果最佳。     

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.     

振动搅拌水泥稳定碎石的路用性能研究

鉴于传统的水泥稳定碎石基层存在耐久性、均匀性差且易产生裂缝等问题,本文将振动搅拌技术应用于水泥稳定碎石,对其进行无侧限抗压强度、间接劈裂强度、动态抗压回弹模量、干缩、温缩和疲劳试验,并与传统搅拌水泥稳定碎石对比。结果表明：振动搅拌技术明显提高水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、动态抗压回弹模量,减小变异系数,缩短强度和变形的稳定时间,而且对低温时的温缩性能改善效果更加显著;该技术可提高水稳基层的早期强度,并节约0.5%的水泥用量,降低基层的成本;也可减小干缩应变、失水率、干缩和温缩系数,使干缩与温缩性能更好且更早趋于稳定;还可改善水稳基层的疲劳性能并延长其使用寿命。     

掺加钢渣的半刚性基层材料性能

为了实现固体废弃物钢渣在半刚性基层材料中的合理利用,首先选用C-B-3型骨架密实型级配进行击实试验,根据7 d无侧限抗压强度结果优选出适宜的水泥掺量和钢渣掺量组合。其次,对优选组合的混合料进行了无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量以及抗收缩和抗冲刷性能测试。最后,分析不同养护龄期下水泥掺量和钢渣掺量对基层材料性能的影响,揭示水泥和钢渣在基层材料中的强度形成机理。研究结果表明:水泥掺量一定时,钢渣基层材料无侧限抗压强度随钢渣掺量的增加呈现先增大后减小的趋势。水泥掺量(质量分数,下同)为5%时,与未掺钢渣基层材料相比,养护7、14、28 d的45%钢渣掺量基层材料抗压强度分别提高6.8%、9.6%、6.0%;65%钢渣掺量基层材料则分别提高11.3%、15.4%、12.1%。5%水泥掺量下,养护28 d的45%和65%钢渣掺量基层混合料较未掺钢渣基层混合料冲刷质量损失率减小0.031%和0.046%;6%水泥掺量下则分别减小0.034%和0.041%。5%水泥掺量下,65%钢渣掺量的混合料较未掺钢渣时干缩系数减小52.4%,温缩系数提高26.9%;6%水泥掺量下则分别减小49.4%和提高31.6%。因此,在合理掺量下,钢渣基层力学性能和抗冲刷性能明显优于普通水泥稳定碎石,钢渣在一定程度上可改善基层材料的抗干燥收缩性能,但却不利于抗温度收缩性能。     

可再分散乳胶粉对水泥稳定碎石材料性能影响的试验研究

为研究可再分散乳胶粉对水泥稳定碎石材料性能的影响，开展水泥胶砂试验及无侧限抗压强度、抗折强度、干缩、温缩路用性能试验，并通过XCT、SEM微观试验分析胶粉的作用机理。试验结果表明：胶粉应用于低剂量水泥基材料时，对强度和抗裂性具有显著的提升效果。考虑水泥稳定碎石的抗压强度、抗折强度及韧性，5%胶粉用量最优。5%胶粉水泥稳定碎石7 d无侧限抗压强度提高9.8%、抗折强度提高9.6%、弯曲韧性提升21.0%。掺入胶粉后，水泥稳定碎石的7 d、28 d干缩系数分别降低41.5%、34.0%，温缩系数降低17.1%，收缩性能得到显著改善。XCT图像分析显示，加入胶粉改变了水泥胶砂的孔隙特征，减少了大孔的数量，孔隙率和平均孔径是影响胶砂强度的主要因素。SEM结果显示胶粉可以增强水泥稳定碎石的界面粘结，优化其孔隙结构，并且与水泥水化产物联结形成弹性空间网络结构，是水泥稳定碎石韧性和收缩性能提升的主要原因。     

水泥稳定碎石基层温缩性能试验及预估控制

针对水泥稳定碎石基层在温度变化时易产生温缩裂缝,且现有试验方法和评价指标无法对其进行有效控制的问题,采用不同级配和水泥剂量的水泥稳定碎石混合料进行温缩性能试验,得出混合料温缩性能与水泥剂量、级配、温度等因素之间的关系,建立并验证了温缩性能预估模型.试验结果表明,粗集料含量较多、水泥剂量较低时,混合料的温缩应变和温缩系数均较小;但温缩性能随水泥剂量增加而增长的幅度有限.结合有限元温缩应力分析和劈裂强度试验结果,对基层内的应力强度比进行分析,提出了相应的基于温缩的强度控制标准.研究结果将为设计和施工中预估并减少水泥稳定碎石基层温缩裂缝、确定基层合理强度提供参考.     

基于光纤光栅的水泥稳定碎石温缩性能研究

传统的水泥稳定碎石温缩系数测量方法以千分表和应变片为主,其测量效率低,影响因素多,长期稳定性差。为研究水泥稳定碎石的温缩性能以控制水泥稳定碎石基层的温缩开裂,提出一种基于光纤光栅的水泥稳定碎石温缩性能的测试新方法。采用光纤光栅对水泥稳定碎石材料进行室内试验研究,分析基层材料收缩应变的变化规律,并与传统试验方法所得的结果进行比较。试验结果表明,在基层材料中添加2%的纤维可以提高材料的抗裂性能。随着温度的降低,温缩累计应变逐渐增加;温缩系数随着温度的降低而逐渐下降。相比传统方法,光纤光栅测量方法可行,且操作方便,测得的结果规律性强,稳定性好。     

浅谈水泥稳定碎石基层裂缝成因及预防措施

水泥稳定碎石作为一种半刚性基层材料在各级公路基层中广泛采用,它具有强度高、稳定性好、施工方便等诸多优点,但由于其干缩系数、温缩系数较大等原因极易产生裂缝,而裂缝一旦形成,必然影响基层质量,从而影响路面整体使用寿命。本文通过分析水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及影响因素,     

二灰稳定碎石收缩特性

为了深入研究各种因素对二灰稳定碎石混合料收缩特性的影响,对不同级配、不同二灰含量和不同龄期的二灰稳定碎石材料进行了温缩系数和干缩系数的测试,结果表明,具有骨架密实结构的二灰稳定碎石材料拥有较好的抗收缩特性;当级配一定时,混合料的温缩、干缩系数随着二灰含量的增大而增大;当二灰含量一定时,混合料的温缩系数随龄期的增加而不断增大;方差分析结果表明,对于温缩系数,龄期和二灰含量均为显著影响因素,且后者的影响更为显著;对于干缩系数,级配类型和二灰含量为显著影响因素,且前者的影响更为显著。     

纤维在水泥稳定碎石基层中的应用

为了减小水泥稳定碎石基层材料收缩变形量，增强其抗裂能力，向水泥稳定碎石材料中掺加了适量聚丙烯纤维。通过对比研究掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石各龄期的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、疲劳寿命和抗裂系数等路用性能指标，认为聚丙烯纤雏能够显著改善水泥稳定碎石材料的路用性能。最后，通过观察实体工程芯样照片和调查早期裂缝数量，进一步验证了掺加聚丙烯纤维水泥稳定碎石基层路用性能的优越性。     

掺钢渣二灰碎石的干缩性能

为了解决二灰碎石半刚性基层材料在道路运营阶段易出现干缩和温缩而产生裂缝的现象，利用钢渣具有和天然石料一样的强度以及微膨胀性的特点，用钢渣取代部分粉煤灰。研究了掺钢渣后的二灰碎石干燥收缩的变化情况。结果表明：当钢渣掺量适宜时（m钢渣：m粉煤灰=1：2），二灰碎石的干缩性能能得到较好的改善。     

填充式大粒径水泥稳定碎石基层方案设计

20世纪90年代以来,随着我国经济不断发展,基础设施大力建设,水泥稳定碎石半刚性基层+两层或三层沥青面层逐渐成为道路结构层的主流形式,在我国公路及城市道路路面,特别是高等级道路建设中得到了广泛应用。然而传统半刚性基层在温度或湿度变化时易产生温缩裂缝和干缩裂缝,继而向上传递反射,形成反射裂缝,导致路面损害。近年来,国内提出了采用填充式大粒径水泥稳定碎石基层以克服路面裂缝、提高路面结构耐久性。本文通过介绍填充式大粒径水泥稳定碎石基层方案设计,为其在城市道路建设中的应用提供经验和参考。