再生粗骨料在道路基层中的试验研究

为解决天然矿石资源匮乏问题,提高建筑垃圾的利用率,本文研究建筑垃圾(混凝土再生粗骨料)在道路基层中的应用。通过密度、吸水率、压碎值等基本物理试验,研究混凝土再生粗骨料和天然集料的物理性质,结果表明:再生粗骨料密度小于天然集料的密度,再生粗骨料的吸水率大于天然集料的吸水率,再生粗骨料抵抗压碎的能力比天然集料能力低,但满足道路材料强度要求。集料级配采用高速公路和一级公路的C-B-2级配中值,再生粗骨料取代率分别为0%、30%、60%、100%,水泥掺量为3%、4%、5%时,通过标准击实试验确定混合料的最佳含水量和最大干密度。

路堤高度对公路风吹雪影响规律的数值模拟研究

风吹雪又名“白毛风”,是一种常见的自然灾害,在北方地区时常发生。由于风吹雪会影响行车视线,因此会严重威胁公路行车安全。为减轻风吹雪灾害对公路行车安全所带来的安全隐患,基于计算流体力学软件Fluent对路堤周围的风速场进行数值模拟,并且分析路堤高度对风速场的影响规律。研究结果表明:气流在通过路堤时由于路堤的扰动,风速会重新分布,在迎风坡形成风速减速区,在背风坡形成紊流区,在上风侧路肩和下风侧路肩风速达到极值;由于减速区和紊流区的存在,坡脚是积雪沉降的主要区域,并且相较于迎风坡脚,背风坡脚积雪概率更大;为减缓公路风积雪灾害,建议公路路堤高度H取4 m。

水泥稳定类基层掺入再生粗骨料的强度试验研究

主要研究水泥稳定碎石基层中掺入再生粗骨料的强度变化规律,通过7d无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验,分析水泥含量分别为3%、4%、4.5%、5.0%,取代率0%、30%、60%、100%的变化对混合料强度的影响。结果表明:水泥含量一定,随着取代率增加抗压强度和劈裂强度呈下降趋势。当取代率一定,随着水泥含量增加,抗压强度和劈裂强度呈上升趋势。若四组取代率的7d抗压强度代表值均达到5 MPa,水泥含量至少4.3%。水泥含量从4.5%增到5.0%,再生骨料含量越多劈裂强度增加越明显。

不同种类沥青混合料马歇尔室内试验研究

为研究不同种类沥青混合料的性质差异,本文对70#A级沥青混合料、SBS(苯乙烯类热塑性弹性体)改性沥青混合料和抗车辙剂改性沥青混合料进行马歇尔试验,对3种沥青混合料体积指标、马歇尔力学指标进行比较与分析,为实际工程提供参考。结果表明:三种沥青混合料的体积参数随油石比的增大变化趋势相同;在相同油石比情况下,毛体积相对密度排序为:70#A级沥青混合料>掺抗车辙剂改性沥青混合料>SBS改性沥青混合料,矿料间隙率则相反;相比于70#A级沥青混合料,掺加抗车辙剂和使用SBS改性沥青后沥青混合料空隙率平均上升8.22%和12.11%,最佳油石比分别提高了0.1%和0.3%;掺加抗车辙剂和使用SBS改性沥青能显著提高沥青混合料强度和稳定性。

高速公路附属设施对加深风吹雪灾害程度的数值模拟研究

公路风吹雪灾害不仅影响行车视线,威胁行车安全,还易造成交通堵塞,造成经济损失。已有研究中对公路附属设施加深风吹雪灾害程度的研究较少,特别是高速公路,防护栏和中间隔离带对加深风吹雪灾害程度具有不可忽略的影响作用。所以,以fluent软件为研究手段,通过对不同的公路横截面形式(路堤、全路堑、迎风半路堑、背风半路堑)和防护栏形式(无防护栏、三波形、双波形、混凝土防护栏)进行数值模拟,研究不同形式的防护栏对公路周围风流场的影响。为以后公路风吹雪灾害的防治技术研究提供参考,也为把附属设施作为加深公路(特别是高速公路)风吹雪灾害程度的重要影响因素考虑提供理论依据。数值结果表明:(1)附属设施能够降低路面风速,风速降低最大位置在中央隔离带前后,最大降幅在10m/s。(2)与其他形式路基相比,附属设施对背风半路堑路基的路面风速影响较小,降幅约2m/s,但路基下的积雪长度和面积有所增大。

基于分形理论的二元再生水泥稳定碎石强度性能研究

利用分形理论对规范级配进行了重新划分,然后通过7天无侧限抗压强度确定最优级配,在此基础上研究掺入废旧沥青混合料和铁尾矿砂的水泥稳定碎石力学特征及其应力应变曲线特点。研究发现再生水泥稳定碎石强度随着RAP掺量的增加逐渐降低,但仍然满足高等级公路基层规范要求,随着铁尾矿砂掺量的增加先增大后减小,掺量60%到达峰值;应力应变曲线随着铁尾矿砂掺量变化基本没有影响,随着RAP的增加,越来越平缓。

水泥固化土抗裂性能评价研究

水泥固化土为道路基层常用材料,干缩和温缩作用导致的收缩变形一直是影响道路基层稳定性和耐久性的主要因素,为了掌握水泥固化土收缩特征的变化规律,进行了一系列收缩试验。结果表明:水泥固化土在前15 d内干缩变形达到稳定状态的90%;温缩应变在负温区变动幅度较小,较高温度区域30℃左右达到峰值应变;干缩系数和温缩系数随水泥掺量增加显示不同的变化规律。针对现有抗裂性能评价指标的不足,提出了一种新的评价指标,并把该抗裂指标与现有抗裂指标进行计算、对比,发现此指标的计算结果更贴近半刚性材料抗裂性能的实测值,可为今后实际应用提供有利的参考。