Uniaxial Compressive and Splitting Tensile Tests of Artificially Frozen Soils in Tunnel Construction of Hong Kong

Three diferent kinds of artificially frozen soils are tested for artificial ground freezing(AGF) project in the tunnel construction of Stonecutters Island Sewage Treatment Works, Hong Kong. Uniaxial compressive test is conducted and uniaxial compressive strength, modulus of elasticity and Poisson's ratio are obtained. Meanwhile, relations of all these three parameters and temperature are fitted by linear function. The linear relationship between the above-mentioned parameters and temperature is suitable for engineering practice. Splitting tensile test of frozen soil is conducted to obtain tensile strength and find out failure pattern in test. All the parameters obtained are necessities in design and practice.

抗车辙沥青性能及其应用研究

对于抗车辙沥青而言,抗车辙剂的最佳掺量一直是一个技术难题,为解决这一问题,通过车辙试验、弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂强度试验等研究了不同抗车辙剂掺量下沥青混合料性能的变化规律,结果显示,随着抗车辙剂的掺入,沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均有明显提高,掺量在0.3%时,试件的破坏应变值、抗弯拉强度值、残留稳定度值及冻融劈裂强度比值均达到峰值,分别为2583με、13.6 MPa、92%、93%,故0.3%可作为抗车辙剂的最佳掺量,并通过工程项目,进一步证明了0.3%抗车辙剂掺量的沥青混合料在实际应用中有着良好的效果。

高黏沥青混合料SMA-10性能研究

采用实验室自主研发的高黏沥青,采用MARSHALL方法进行了SMA-10型混合料设计,通过一系列室内试验检测了混合料的高低温性能、水稳定性和耐盐蚀性,并与商品化SBS改性沥青制备的对比样进行了平行对比。结果表明:SMA-10高黏沥青混合料的高低温性能优于SBS沥青混合料,水稳定性和耐盐蚀性也具有明显优势。

水发泡温拌沥青发泡性能及其混合料性能研究

为探究不同发泡拌和条件对泡沫沥青及其混合料的影响,改善沥青发泡效果并优化其混合料的各项性能,文章通过改变发泡条件和矿料加热温度对70号基质沥青和SBS改性沥青的发泡效果及其混合料的工作性能进行研究,并在研究所得的最佳条件下,对两种泡沫沥青混合料的路用性能进行评估分析。研究发现,基质沥青最佳发泡条件为温度150℃,用水量1%,改性沥青最佳发泡条件为温度160℃,用水量2%,二者混合料的最佳矿料加热温度均为160℃,两种沥青最佳状态下的混合料均具有良好的路用性能,改性泡沫沥青混合料的路用性能更优,为水发泡泡沫温拌技术的推广提供了试验依据。

基于表面能理论的抗剥落剂-SBS沥青改善集料黏附性研究

为研究抗剥落剂掺加沥青中与集料之间的黏附性效果,制备了SBS改性沥青,掺加定量的抗剥落剂,与70#基质沥青进行对比试验。将改良水煮法试验结果作为沥青-集料黏附性的一个初步判断依据;采用接触角法得到表面能参数,计算黏附功分析其黏附性;成型沥青混合料,采用冻融劈裂试验确定沥青混合料的水稳定性,验证沥青-集料的黏附性。改良水煮法得到的3种沥青黏附性等级:SBS改性沥青和SBS-A黏附等级均为5级,70#基质沥青黏附等级为4级。沥青与石灰岩的黏附功:SBS-A>SBS改性沥青>70#基质沥青,SBS-A较SBS改性沥青黏附功提高了7.3%,较70#基质沥青黏附功提高了11.9%。SBS-A沥青混合料的TSR值较SBS沥青混合料的劈裂强度比提高2.9%,试验结果充分验证了SBS-A与石灰岩之间的黏附性较高。

沥青混合料水稳性试验方法

通过对不同空隙率条件下的沥青混合料进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验 ,比较了各水稳性试验方法在评价沥青混合料水稳性时的优劣 ,并对原因进行了分析。最后对沥青混合料的水稳性试验方法及评价指标进行了探讨。

盐冻循环条件下胶粉改性沥青混合料的水稳定性能

对胶粉改性沥青混合料进行融雪盐条件下的冻融循环试验,随后测试其空隙率、劈裂强度以及马歇尔模数,分析冰冻温度、融雪盐浓度和冻融循环次数对混合料空隙率、劈裂强度以及马歇尔模数的影响,同时对融雪盐条件下冻融循环后混合料的微观形貌进行观察,探讨融雪盐条件下冻融循环后混合料水稳定性能的劣化机理.结果表明:冰冻温度、融雪盐浓度和冻融循环次数都会对胶粉改性沥青混合料的空隙率、劈裂强度和马歇尔模数产生较大的影响;融雪盐晶粒对沥青黏结性的破坏以及冰晶在混合料内部的膨胀和消融是造成混合料水稳定性能下降的关键原因.

高原寒冷地区沥青混合料冻融循环作用下劈裂性能分析

通过沥青混合料冻融循环劈裂试验,分析了冻融循环次数以及油石比对混合料劈裂性能的影响.试验得出:随着冻融循环次数的增多,沥青混合料的劈裂抗拉强度、破坏劲度模量均呈减小趋势,最初的几次冻融循环混合料性能衰减较快,经历9～15次冻融循环后性能衰减趋于平缓;冻融作用后混合料的破坏拉伸应变反而增大;油石比对沥青混合料的劈裂性能有明显影响,随着油石比的增大,冻融循环作用对劈裂性能的影响减小.结果表明,在青藏高原寒冷地区对于AC-13沥青混合料,最佳油石比为5.5%或适当增加油石比可以提高沥青混合料冻融循环作用下的劈裂性能.

冻融循环对玄武岩纤维水泥土力学性能的影响试验

对素水泥土及玄武岩纤维水泥土进行了冻融循环作用前后的无侧限抗压、劈裂抗拉试验,探讨并对比了冻融循环次数、养护龄期、水灰比、纤维掺量等因素对两种水泥土力学性能的影响规律。结果表明:掺入玄武岩纤维后水泥土的冻融强度损失率降低;水泥土的冻融强度损失率随水灰比的增大而增大,随龄期的增大而减小;冻融后水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与其受到的冻融循环次数之间的关系可用双曲线拟合;水泥土的劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度的比值在14%~17%之间。

高原寒冷地区温拌沥青混合料水稳性能分析

为探讨高原寒冷地区温拌沥青混合料的水稳定性及性能衰变规律，采用多次冻融循环室内试验模拟混合料所处环境温差大、冻融频繁、气温低等特性，选取Aspha-min、Sasobit、Evotherm等不同类型温拌剂拌制混合料，通过冻融劈裂试验、冻融飞散试验等，分析热拌与温拌沥青混合料的水稳性能及其衰变趋势，定量说明频繁的冻融循环对其性能的影响。结果表明：气候因素长期作用下，热拌沥青混合料的水稳性能优于温拌沥青混合料；随着冻融循环次数的增加，混合料的水稳性能均逐渐下降，15~18次冻融循环后，水稳性能趋于稳定，建议在高寒地区选取15次冻融循环作用次数作为沥青混合料水稳性能评价的试验条件；在选取的3种温拌沥青混合料中，Aspha-min温拌沥青混合料的水稳性能最差。

温度与侵蚀对沥青混凝土冻融疲劳寿命的影响

为了提高盐渍土地区沥青路面的疲劳性能,对SBS改性沥青混凝土进行了清水与饱和氯盐溶液的冻融劈裂疲劳试验,研究了温度与氯盐侵蚀共同作用下,沥青混凝土冻融疲劳寿命衰减规律.结果表明:温度与氯盐侵蚀是影响沥青混凝土冻融疲劳寿命的重要因素.当冻融次数相同时,沥青混凝土冻融疲劳寿命随冻融温度降低而不断减小;当冻融温度相同时,其冻融疲劳寿命随冻融次数增加而不断减小.饱和氯盐溶液中沥青混凝土冻融疲劳寿命明显低于清水条件,说明氯盐能够加速沥青混凝土冻融疲劳寿命衰减,冻融温度越低,盐冻破坏越严重.通过对试验数据回归分析可知,沥青混凝土冻融疲劳寿命与冻融循环次数之间具有较好的相关性,可以利用两者之间的指数函数关系来预测沥青混凝土冻融疲劳寿命.

温度-盐分-冻融耦合作用下沥青混凝土疲劳寿命研究

为提高寒冷地区沥青路面的疲劳性能,对AC-16型沥青混凝土进行未冻融和冻融条件下的劈裂疲劳试验,得到了其应力疲劳方程。研究了温度、盐分和冻融循环次数耦合作用下,沥青混凝土疲劳寿命的变化规律。研究结果表明:沥青混凝土的疲劳寿命与其劈裂抗拉强度具有明显的相关性,即劈裂抗拉强度越高,疲劳寿命越大。温度、冻融循环和氯盐的侵蚀是影响沥青混凝土疲劳性能的重要因素。在相同的冻融循环温度下,随着冻融循环次数的增加,沥青混凝土疲劳寿命降低;在相同的冻融次数下,随着冻融温度的降低,沥青混凝土疲劳寿命降低。经饱和氯盐溶液冻融的沥青混凝土疲劳寿命明显低于经清水冻融的沥青混凝土疲劳寿命,说明盐分能够加剧沥青混凝土的疲劳破坏。

冻融损伤对混凝土断裂性能的影响研究

制备水灰比为0.4和0.5的普通混凝土和掺引气剂混凝土,通过冻融循环试验、楔形劈裂试验,及CONSOFT软件逆向分析和拟合,研究了冻融循环损伤对混凝土断裂能及其应变软化的影响。结果表明,100次冻融循环后水灰比为0.4和0.5的普通混凝土相对动弹性模量分别下降30%和55%,而掺加引气剂混凝土几乎无动弹性模量损失;冻融循环后,混凝土断裂能显著下降,水灰比为0.5的普通混凝土100次冻融循环后断裂能损失71%,水灰比0.4时下降超过50%,极大削弱了混凝土的软化韧性;掺加引气剂混凝土具有良好的抗冻能力,虽然断裂能也随冻融次数的增大而降低,但基体内部大量气泡的存在使混凝土弹性变形能力增大,从应变软化性能来看,其抗拉强度较普通混凝土高得多,呈现较好的韧性。

大粒径透水性沥青混合料水稳定性能对比研究

针对不同沥青用量的大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)进行了常规的浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验及冻融劈裂试验,结果表明:存在一个最佳的沥青用量,该沥青用量使得LSPM-30沥青混合料的残留稳定度和残留强度比达到最大值;浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对于评价LSPM-30沥青混合料的水稳定性有一定局限性.采用汉堡车辙试验对比分析了LSPM-30,OGFC-16,SMA-13,AC-25I这4种沥青混合料的水稳定性,结果表明:LSPM-30,OGFC-16,SMA-13这些骨架嵌挤型的沥青混合料有较好的水稳定性;汉堡车辙试验较适于用来评价LSPM-30的水稳定性.

提高沥青—酸性集料抗水损害的试验研究

针对酸性集料与沥青粘附性差、混合料水敏感性大的难题 ,根据配位键理论采用含铬外加剂处理酸性集料 ,显著提高沥青与酸性集料的粘附性。用强化的冻融劈裂试验评价混合料水损害 ,对比试验说明经过含铬外加剂处理后的酸性集料混合料劈裂强度比提高显著 ,长期抗水损害性能也较好。

沥青混合料水稳定性试验研究

为了有效评价不同类型沥青混合料的水稳定性,选用常规水稳定性试验、浸水车辙试验、汉堡车辙试验3种试验方法分别对5种沥青混合料下进行水稳定性试验,并采用不同的评价指标对沥青混合料水稳定进行评价。结果表明,改性沥青能很好的改善沥青混合料的抗水损坏能力;通过对比分析常规水稳定性试验和浸水车辙试验并不能很好的区分不同类型沥青混合料水稳定性的优劣,受选取评价的指标影响较大;汉堡车辙试验方法能够有效的评价不同类型沥青混合料水稳性。

开级配大粒径沥青混合料水稳定性试验研究

文章通过浸水大马歇尔试验和冻融劈裂试验,研究不同集料级配、沥青用量、矿粉质量分数和水泥掺量等条件下开级配大粒径沥青混合料(OLSM)的水稳定性。结果表明:随着粗集料的增多、空隙率的增大,OLSM的水稳定性降低,且当空隙率小于20%时,其具有良好的水稳定性;沥青用量对OLSM水稳定性的影响不明显;适当增加矿粉质量分数能显著提高OLSM的水稳定性;水泥代替矿粉能显著提高OLSM的水稳定性,且水泥最佳掺量为2%。

抗剥落剂对泡沫沥青冷再生混合料水稳定性能改善研究

由于泡沫沥青冷再生路面水稳定性能较差,掺加抗剥落剂可以有效改善普通沥青路面的抗水损能力,针对此问题探究向泡沫沥青冷再生混合料中掺加抗剥落剂来提高其水稳定性能的可行性。以一种非胺类抗剥落剂为研究对象,对不同抗剥落剂掺量下的沥青进行发泡试验和3大指标试验,对泡沫沥青冷再生混合料进行相关水稳定性试验。结果表明:抗剥落剂的最佳掺量为沥青质量的0.5%,掺加抗剥落剂后,在标准试验条件下,沥青的针入度增大,延度和软化点降低,泡沫沥青冷再生混合料的水稳定性能明显提高,空隙率减小了3%,浸水残留稳定度比和5次冻融循环后的强度比均提高10%以上。

不同孔隙率下沥青混凝土的水稳定性试验研究

沥青混凝土水稳定性损坏是由于水分进入其内部造成骨料与沥青胶浆剥离而产生的。为研究采用天然砾石骨料的水工沥青混凝土在不同孔隙率条件下的水稳定性能变化规律,在相同试验条件下,通过改变击实次数得到不同孔隙率的沥青混凝土试件进行浸水马歇尔试验和不同冻融次数的冻融劈裂试验。试验结果表明:在不同孔隙率条件下,沥青混凝土浸水残留稳定度随着孔隙率的增加而减小,但均满足规范要求;冻融劈裂强度随孔隙率的变化不明显,随着冻融次数的增加其强度略有降低;孔隙率对沥青混凝土的水稳定性影响程度低于填料类型和冻融次数;水泥填料的沥青混凝土冻融劈裂强度比石粉填料时大。

冻融循环对新老混凝土粘结性能的影响

通过新老混凝土粘结立方体劈拉试验,研究新混凝土与经历冻融循环作用后的老混凝土粘结修补性能及新老混凝土粘结面抗冻融破坏能力。采用快速冻融试验,探讨冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等因素对新老混凝土粘结性能的影响规律。在试验基础上,分析了冻融循环作用对新老混凝土粘结面的损伤机理,并对遭受冻融破坏的混凝土结构粘结修补给出了建议。