二灰稳定集料抗裂性能评价与应用

针对现行技术标准缺乏半刚性材料的抗裂级配以及收缩评价指标的现状，根据限制最小粒径k法确定二灰碎石集料级配，通过振动试验、均匀设计法逐级振动试验及灰色系统理论，分析并确定了二灰砂砾集料级配；应用室内研究成果，在河南、陕西、河北三省铺筑了6条相关的试验路，并进行了长期跟踪调查。工程实践表明，研究推荐的二灰碎石、二灰砂砾方案具有后期强度增长快、抗裂性能优良的特点，并经受住了超重载、大交通量试验路段验证。结果表明：对二灰砂砾、二灰碎石采用不同抗裂级配设计方法是可行的；推荐的二灰稳定材料抗裂性能评价指标——开裂系数能反映此类材料的抗裂性能。     

集料级配对二灰碎石抗压强度的影响

根据室内试验的结果，采用直观分析和方差分析方法分析了集料级配对二灰碎石混合料不同龄期抗压强度的影响。结果表明，集料级配对二灰碎石的抗压强度有显著影响；采用偏粗级配时，二灰碎石的前期强度较高，而采用偏细级配时，二灰碎石的后期强度较高；当集料不含小于0．6mm的颗粒时，存在使二灰碎石强度达到最大的集料最佳含量；间断级配时间断区段的粒径越大，二灰碎石的强度越高。     

二灰碎石力学性能影响因素的灰色理论分析

运用灰色系统理论,对影响二灰碎石力学性能的主要因素间的主次关系进行了分析,得到了级配、粗集料、细集料及结合料含量等因素对二灰碎石抗压、劈裂、抗弯拉强度及其相关模量影响的排序,为研究该材料的优化设计提供了一种科学的评价方法.     

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。     

二灰碎石强度的再生性

选择10种不同级配石灰粉煤灰稳定碎石混合料，分别进行7d、14d、28d龄期破坏试验，养生30d、60d和90d后，测定其无侧限强度。对影响石灰粉煤灰稳定碎石混合料强度再生的主要影响因素进行分析。研究了石灰粉煤灰稳定碎石混合料强度再生的特性，结果表明，石灰粉煤灰稳定碎石混合料再生强度随着集料粒径的增加而降低，随破坏时龄期的增长而减少。     

开级配大粒径沥青碎石防裂层沥青路面应力与抗裂机理数值分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法,利用其大粒径矿料多、沥青含量少及空隙率大的结构特点消散及吸收裂缝处路面应力。以国内外OLSM参考级配为基础,结合试验段修筑情况,采用有限元方法,建立设置OLSM-25裂缝缓解层的沥青路面三维有限元模型,对设置不同类型裂缝缓解层、1~#-3~#级配OLSM-25裂缝缓解层的沥青路面结构进行热-荷载耦合应力对比分析,从宏观力学响应方面阐释了OLSM-25裂缝缓解层的抗裂机理。结果表明:与相同厚度的普通AC-25裂缝缓解层相比,OLSM-25裂缝缓解层的温度敏感性相对较小,具有较高的承载能力和良好的应力消减及缓解性能;在相同的外部荷载作用下,随着1~#-3~#级配OLSM-25空隙率的增大,以及抗压回弹模量和线膨胀系数的降低,其自身的车辆荷载应力、温度应力、耦舍应力呈总体降低趋势。在实际工程应用中,仅从缓解应力效果及抗裂性能方面考虑,选择级配偏粗、空隙率较大的3~#级配OLSM-25作为裂缝缓解层效果较好,但应严格控制施工中的离析问题。     

二灰稳定碎石基层应用技术

二级公路路面以半刚性基层沥青混凝土路面为主,半刚性基层大多采用水泥稳定碎石和二灰稳定碎石.探讨二灰稳定碎石基层的路用性能及配合比设计的控制方法.     

二灰碎石基层材料配合比优化试验研究

二灰碎石已广泛应用于高等级公路工程的基层，但在实际应用中，二灰用量过多容易产生温缩和干缩裂缝，而二灰用量过少又会造成强度不足，这与混合料的配合比及级配密切相关。因此，如何确定最优配合比和级配是重要的实际问题。南京新机场跑道工程的二灰碎石基层在实施前进行了对比试验，得出了具有借鉴价值的优化配合比。实践还证明，集料的粗颗粒含量可以适当超出公路规范级配的限定。     

二灰碎石混合料配合比设计方法

为了改善二灰碎石基层的路用性能，尤其是提高其抗裂性能和抗冲刷性能，通过振实试验确定了粗集料的级配，并通过理论计算对试验结果进行了验证；同时采用正交试验方法确定了二灰砂浆的最佳配合比，并应用方差分析法确定了因子对试验指标作用的显著程度；最后通过体积法确定了粗集料与二灰砂浆的合理配合比。试验结果表明，该配合比的二灰碎石混合料的各项路用性能指标均优于《公路路面基层施工技术规范》推荐配合比的二灰碎石混合料的性能指标。     

二灰碎石的抗拉性能

抗拉强度是二灰碎石的主要力学性能之一,研究表明,集料级配、集料最大粒径、养生条件和龄期对二灰碎石的劈裂抗拉强度有很大影响。最大粒径愈小、颗粒愈细,二灰碎石的劈裂抗拉强度就越高;二灰碎石的劈裂抗拉强度随养生温度的提高或龄期的增长而提高。     

粉煤灰活性评定新方法

活性是影响粉煤灰路用品质的一项重要指标,目前还没有一种简便宜行的方法评定路用粉煤灰的活性.选取3省14种粉煤灰,采用石灰吸收法对粉煤灰活性进行研究.通过对比研究粉煤灰的氢氧化钙吸收量、需水量比、炭质量分数等指标与二灰混合料早、中期强度之间的关系,提出粉煤灰活性指数指标.该指标综合考虑了粉煤灰的物理、物理化学性质以及火山灰活性度.通过对比活性指数与二灰混合料早、中期强度之间的关系,表明粉煤灰7 d和28 d的强度都与粉煤灰活性值密切相关,活性指数可以用来快速评价和预测二灰混合料的初期强度.     

二灰砂砾振动压实参数

通过振动压实试验,分析了振动频率、激振力、静面压力等参数对二灰砂砾压实效果的影响;在确定的最佳振动配置条件下,研究了振动时间、含水质量分数对振动压实效果的影响。通过对比测试静力压实与振动压实方法成型的二灰砂砾试件强度,发现振动法成型的二灰砂砾结合料质量分数不宜超过15%,否则会出现明显的流浆现象,并且早期强度衰减较大,最大干密度也随之降低;但是,二灰砂砾后期强度有明显提高,表明振动法能够用于成型二灰砂砾骨架密实结构。     

二灰黄土力学性能试验

为了给二灰黄土在道路工程中的广泛应用提供理论参考,进行了二灰黄土三轴剪切和直接剪切试验,分析了二灰黄土的力学性能。通过三轴剪切试验测得不同围压下二灰黄土的应力-应变曲线、峰值强度、残余强度、弹性模量和抗剪强度等力学指标;通过直接剪切试验测得不同含水质量分数、不同压实度下二灰黄土的凝聚力和内摩擦角。研究结果表明:二灰黄土峰值强度、残余强度和峰值应变与围压基本上呈直线关系,其破坏过程可以用损伤的概念来解释;凝聚力和内摩擦角与压实度呈线性增长关系;凝聚力与含水质量分数呈非线性关系;内摩擦角与含水质量分数呈线性降低关系。     

超大粒径沥青混合料的成型方法

针对超大粒径沥青混合料（SLSM）的特征,利用旋转压实（SGC）法、大马歇尔击实法和振动击实法3种不同的成型方法制备试件并计算相关参数。研究结果表明：3种成型方法中,旋转压实法成型试件时所需的油石比最小;成型时间形成的空隙率特征为,振动击实法的空隙率大于大马歇尔击实法的空隙率和旋转压实法的空隙率;对于超大粒径沥青混合料,振动成型法容易造成集料离析、空隙率偏大,不能形成骨架密实结构。3种不同的成型方法击实功的对比分析表明：在控制相同空隙率的条件下,选择旋转压实法进行超大粒径沥青混合料的成型,可以减少击实次数,降低能耗。     

空隙率对SMA水稳定性的影响

为了深入研究空隙率对沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)混合料水稳定性的影响,通过改变击实次数,成型不同空隙率的马歇尔试件,利用饱水试验和水稳定性试验,分析了饱水率与空隙率之间的关系和空隙率对SMA混合料水稳定性的影响.结果表明,随着空隙率的增大,SMA混合料的的水稳定性逐渐降低,并且前期下降趋势较为缓慢,后期较为迅速.另外...     

级配碎石回弹变形特性

级配碎石具有非线性的应力-应变特性,回弹模量是有效描述这一特性的参数,通过室内动三轴试验能够得到较好的模拟级配碎石回弹模量的模型。分析了影响级配碎石回弹变形特性的各种因素,并进行了试验验证。通过数据拟合发现,Uzan模型能更好地反映级配碎石的非线性回弹变形特性,且模型中的回归参数与级配中小于0.075mm筛孔的质量分数有一定的关联性。并针对影响级配碎石回弹模量的两个重要参数:级配中小于0.075mm筛孔的质量分数和含水质量分数,提出相应的取值范围建议。     

基于智慧集料运动特征的级配碎石剪切破坏机理

为深入了解级配碎石混合料剪切破坏机理,研发了智慧集料传感系统,结合级配碎石三轴剪切试验,进行智慧集料运动特征指标与级配碎石剪切行为的关联分析。基于剪切破坏位置,选择了智慧集料埋设位置;以x、y、z三轴方向加速度和角度指标表征智慧集料运动特征。研究结果发现：智慧集料加速度和角度响应规律与级配碎石剪切破坏三阶段变化规律吻合：级配碎石剪切破坏过程中,智慧集料加速度响应经历了由运动缓慢,运动加快到运动突变稳定的变化;且y、z轴方向加速度变化更快。智慧集料角度响应证明了集料颗粒接触各向异性存在,x、y、z三轴方向角度响应差异性大;颗粒转角运动最终主要体现在x、y轴方向上。     

改性沥青玛蹄脂及沥青玛蹄脂碎石路用性能

分析了沥青玛蹄脂碎石混合料的路用性能,其中包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能,并与密级配沥青混凝土进行了对比分析;同时研究分析改性沥青及纤维玛蹄脂PG指标.结果表明：沥青玛蹄脂碎石混合料级配从连续级配理论变化到间断级配理论,骨架结构与玛蹄脂填充度是间断级配的关键;改性沥青及玛蹄脂PG指标性能对混合料性能具有明显的影响;沥青玛蹄脂碎石混合料中粉胶比应高于普通密级配沥青混合料,且具有较密级配沥青混合料更好的路用性能,适合作高等级公路沥青面层.