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.     

不同成型方式的水泥碎石性能对比

为更准确地控制施工质量,并进一步提高水泥碎石的路用性能,系统研究了振动成型方式下的水泥碎石最大干密度、无侧限抗压强度、抗裂能力、弯拉强度及抗疲劳能力等,并与静压成型结果进行了对比.同时将现场芯样的无侧限抗压强度及压实程度与室内试验结果进行对比,以验证室内成型方式的合理性.结果表明,振动成型能够更有效地模拟现场碾压方式,采用振动成型设计的水泥碎石路用性能有较大幅度的提高,采用振动成型设计标准控制水泥碎石基层施工更为合理.     

粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善

针对水泥稳定碎石基层在使用过程容易发生冲刷破坏问题,通过冲刷试验研究了不同粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石混合料抗冲刷性能的影响规律,分析粉煤灰对水泥稳定碎石抗冲刷性能的改善。结果表明:掺加一定量的粉煤灰可以明显改善水泥稳定碎石混合料的抗冲刷性能,最佳掺量为10%;在最佳掺量时,水泥水化形成的Ca(OH)2与掺加的粉煤灰可以充分反应,生成的大量凝胶可以使结构整体变得更加致密,增强水泥稳定碎石颗粒与颗粒之间的粘聚力,使水泥稳定碎石整体强度增大,进而提高混合料的抗冲刷能力。     

水泥稳定碎石混合料配合比的优化

为提高半刚性基层的抗裂能力，根据抗裂能力最佳、强度满足要求的原则，分别用静压法及振动法进行了水泥稳定碎石混合料级配和配比的优化，并对优化结果进行了对比分析。试验结果表明，现场经振动压实的水泥稳定碎石混合料强度、抗裂特性与室内振动成型的混合料特性更趋于一致，用振动法优化的级配配比可显著提高半刚性基层的抗裂能力。     

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。     

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。     

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.     

聚丙烯纤维对高寒地区水稳基层冷再生混合料性能的影响

为了改善高寒地区水泥稳定冷再生混合料的抗冻和抗干缩性能,提高水泥稳定冷再生技术在市政道路中的应用效果。研究了聚丙烯纤维对水泥稳定冷再生混合料的低温抗冻性、抗干缩开裂能力、抗拉和抗压强度性能的影响。聚丙烯纤维在水泥稳定碎石中起到加筋作用,增强了水泥稳定冷再生混合料的强度、韧性和抗裂性。综合分析得出在标准养护条件下,振动成型法成型的水泥稳定再生混合料的聚丙烯纤维最佳掺量为0.9 kg/m³,最佳纤维长度为12 mm。结合包头等高寒地区全年的气候情况,设计了具有代表性的不同养护条件,研究高寒地区环境对聚丙烯纤维水泥稳定冷再生混合料性能的影响。聚丙烯纤维水泥稳定冷再生混合料在恶劣养护条件下仍能保持较高的力学性能,在确保混合料抗压强度、抗拉强度、抗冻性满足规范要求的情况下,聚丙烯纤维的加入可以减少0.5%的水泥用量。聚丙烯纤维水泥稳定冷再生混合料有效地解决了高寒地区低温、低湿度和昼夜温差大导致水泥稳定冷再生基层易发生的强度不足和开裂等病害,延长了冬季可施工时间。     

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.     

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。     

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。     

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.     

破碎砾石水泥稳定基层收缩性能

为研究破碎砾石水泥稳定基层的收缩性能以提高其适用性,通过逐级填充法确定配合比,探讨其抗冲刷性能和收缩性能.研究结果表明:增加水泥剂量可有效提高抗冲刷性能,干缩主要发生在早期,且失水率和干缩系数均随时间的延长而增大.2种破碎砾石水泥稳定基层(悬浮密实型和骨架密实型)的性能存在差异.对悬浮密实型,粗细集料比越大,7 d无侧限抗压强度越大;级配越粗,抗冲刷性能越强.对骨架密实型,在细集料含量不变的情况下,提高16 mm以上粗集料的含量可增强7 d无侧限抗压强度和抗冲刷性能.悬浮密实型的失水率、干缩系数、干缩应变和温缩系数均大于骨架密实型,且干缩应变变化率要高于失水率变化率.悬浮密实型的收缩性能整体上弱于骨架密实型.     

垂直振动成型水泥稳定碎石疲劳特性及应用

为深入研究水泥稳定碎石疲劳特性,对比了垂直振动法和静压法成型的试件与路面芯样的相关性,采用更符合水泥稳定碎石实际力学性能的垂直振动法成型圆柱体试件,研究其劈裂疲劳特性,分析材料组成对疲劳特性的影响,应用Weibull分布建立水泥稳定碎石疲劳方程,构建抗拉强度结构系数,并与规范推荐系数进行了对比。研究结果表明:水泥剂量较低时骨架密实级配水泥稳定碎石疲劳性能优于悬浮密实级配,水泥剂量增大,级配对疲劳性能的影响变小;水泥剂量对疲劳性能的影响较显著,一定范围内水泥剂量越高抗疲劳性能越好;水泥稳定碎石在50%失效概率下疲劳方程回归系数a的取值范围为1.103 5~1.134 5,b的取值范围为0.041 3~0.045 4;构建的抗拉强度结构系数能够较好地指导路面设计。     

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.     

高速公路水泥稳定碎石基层干缩特性浅析

分析了路面基层中对水泥稳定碎石干缩特性的影响因素,对用干缩抗裂系数指标评价水泥稳定碎石混合料抗干缩能力进行了探讨。     

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...     

水泥粉煤灰稳定碎石配合比设计

通过强度、干缩和冲刷试验，研究了水泥粉煤灰稳定碎石混合料的组成结构对混合料强度的影响，水泥质量分数与粉煤灰质量分数的最优比例，水泥质量分数及结合料总质量分数对混合料干缩和冲刷性能的影响。提出了混合料配合比设计方法：首先测试低质量分数水泥7d龄期抗压强度，以确定混合料的最优集料质量分数；接着以后期抗压强度增幅指标（180d／28d）确定水泥质量分数与粉煤灰质量分数的最优比例；最后从抗冲刷和抗干缩性能考虑，前两步选定的配合比水泥质量分数应控制在3％-5％之间，结合料总质量分数不应超过25％。     

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。     

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。