Durability and microstructure analysis of the road base material prepared from red mud and flue gas desulfurization fly ash

The present study aimed to investigate the durability and microstructure evolution of road base materials(RBM)prepared from red mud and flue gas desulfurization fly ash.The durability testing showed that the strength of RBM with the blast furnace slag addition of 1wt%,3wt%and 5wt%reached 3.81,4.87,and 5.84 MPa after 5 freezing–thawing(F–T)cycles and reached 5.21,5.75,and 6.98 MPa after 20 weting–drying(W–D)cycles,respectively.The results also indicated that hydration products were continuously formed even during W–D and F–T exposures,resulting in an increase of the strength and durability of RBM.The observed increase of macropores(>1μm)after F–T and W–D exposures suggested that the mechanism of RBM deterioration is pore enlargement due to cracks that develop inside their matrix.Moreover,the F–T exposure showed a greater negative effect on the durability of RBM compared to the W–D exposure.The leaching tests showed that sodium and heavy metals were solidified below the minimum requirement,which indicates that these wastes are suitable for use as a natural material replacement in road base construction.

The Properties of Road Base Course Materials of Granular Soils Stabilized by AGS Granular Soil Stabilizing Cement

The properties of road base course materials of granular soils stabilized by AGS granular soil stabilizing cement were studied.The AGS cement has an expansibility to a certain degree,so the dry shrinkage of AGS cement paste and AGS stabilized granular is much lower than that of Portland slag cement.AGS has a good suitability to granular soils.Granular soils stabilized by AGS have a much higher strength than that of soils stabilized by P S cement.The same strength can be reached with 20% reduction of cement dosage for AGS cement.And their elastic and resilient modulus are similar,but the former has a much higher tensile splitting strength,so the AGS stabilized granular has a much better anti-cracking performance than that of the P S stabilized granular.The reduced value of the strength and the density with the retard time for the granular soils stabilized by AGS is lower than that for P S cement.

Resilient Modulus of Hydraulically Bound Road Base Materials with High Volume Waste Dust

The paper presents laboratory test results on hydraulically bound road base materials containing high volume of steel slag and blast furnace slag waste dusts compared with control mixtures. These mixtures contain higher levels of （4mm-0.0 mm） dust, than would be the case in standard un bound road base mixtures. The combined influence of the steel slag and granulated blast furnace slag wastes content is to enhance the stiffness of the road base materials and save materials and cost during road construction. Triaxial repeated load tests were performed on the unbound and lightly bound materials to measure their resilient modulus. The test results show important improvements in the bond strength between the contents of road base materials. This offers the prospect of using these materials in road base materials to reduce the use of primary aggregates and thus minimize the cost of roads and highways construction.

Analysis of Road Base Uniformity via the Deviation of Modulus of Asphalt Mixtures

The modulus deviation of base material calculated from the data of falling weight deflectometer （FWD） was used to evaluate the uniformity of road base so as to reflect the construction quality. Four parameters,the repeatability standard deviation of the data in the same driveway, the reproducibility standard deviation of the data in the different driveway, the consistency statistics value of the data in the different driveway, and the consistency statistics value of the data in the same driveway, were introduced for the construction uniformity analysis. The experimental result shows that the materials modulus calculated from FWD has a highly correlative relationship with the uniformity of road base.

Study on Test Methods for Mechanical Properties of Semi-rigid Base Cores of In-service Pavements

Compressive strength and compressive resilience modulus are two important parameters to measure the mechanical properties of semi-rigid base.The test methods of semi-rigid base cores are different from those of the laboratory samples in terms of sample acquisition,sample selection and humidity requirements.Core-drilling location,size of core sample,smoothness and humidity conditions were analyzed.The test methods of compressive strength and compressive resilience modulus were proposed.The research results show that compressive strength of lime fly-ash stabilized gravels base has a tendency of increasing during a long period.The compressive resilience modulus increases significantly with compressive strength of semi-rigid base.The compressive resilience modulus generally is 3-4 times than the recommended range of asphalt pavement design specifications.The fluctuation range of compressive resilience modulus is obviously higher than the compressive strength.The compressive resilience modulus is more sensitive to the construction variability.The overall trend between the compressive resilience modulus and the back-calculation modulus is consistent.FWD(falling weight deflectometer)back-calculation modulus can reflect the stiffness and bearing capacity of asphalt pavement.

高掺量磷石膏道路基层材料配比设计及性能研究

按传统矿质混合料设计掺磷石膏道路基层材料难以大规模消纳磷石膏,为实现磷石膏在道路基层材料中大规模利用,通过骨料替代法进行高掺量磷石膏道路基层材料配比设计,确定适宜的碎石比(5~10 mm粒级与10~25 mm粒级质量比39∶61)后以不同掺量替代磷石膏基胶凝材料体系,再击实然后得出最佳含水率及最大干密度。通过对设计好的配比进行性能试验筛选,得出适宜配比为P85S60,养护28 d的试件抗压强度最大达5.39 MPa,体积变化率较低,且养护7 d后试件的体积增长稳定,体积变化率最终维持在0.5%左右,有利于现场道路施工应用。所有配比浸出氟、磷均满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级限值,相较于常规水泥稳定碎石材料,该道路基层材料浸出液的酸碱性不会额外增加不利影响。通过XRD和SEM分析可知,胶凝材料水化产生的钙矾石和水化硅酸钙包裹在未反应的二水石膏周围,另外针棒状钙矾石和水化硅酸钙填充微小孔隙,使得试件整体结构密实、强度增加、体积稳定性增强。

煤基固废制备胶凝材料研究进展及应用

煤矸石、粉煤灰、气化渣作为煤炭开采—化工转化—燃煤发电等过程产生的固体废弃物,年排放量超过15亿t,综合利用率约60%,主要以低端建工建材消纳为主,市场趋于饱和。随着环保政策趋近,煤基固废的资源化利用新途径开发迫在眉睫。基于煤基固废具有铝硅酸盐成分、潜在的火山灰活性和特殊的微观结构等胶凝特性,低成本高性能的低碳胶凝材料成为其规模化高值利用的新途径。综述煤基固废胶凝材料的活性激发技术及应用领域。活性激发方面,阐述了物理激发、碱激发和酸激发等活化方式对胶凝材料矿相变化的影响规律和产品性能调控,总结了现有技术的优势和需要解决的问题。应用领域方面,分析了煤基固废胶凝材料在建筑材料、道路修复、环境修复等领域的应用效果。基于上述现状,对煤基固废胶凝材料激发机理研究、组分配比优化、材料环保性能、工程应用推广等未来发展方向进行展望。研究对煤基固废制备胶凝材料具有重要的借鉴意义,为煤基固废规模化利用提供新途径。

赤泥基路用材料中主要金属的浸出行为及其路用固化效果

赤泥高碱高氟和多金属含量等污染特性会影响其资源化利用。针对赤泥路用存在潜在环境风险的主要金属,重点研究赤泥基路用材料制备过程对主要金属污染物的浸出环境行为与固化效果的影响。结果表明,不同赤泥基路用材料金属总量大小与浸出含量水平受铝土矿产地、氧化铝生产工艺以及制备过程添加的材料等的影响,赤泥基路用材料的制备过程对Al、As、V、Se、Mo有显著固化效果,使其浸出含量分别降低了10.97%~75.77%、97.84%~99.90%、98.16%~100.00%、90.62%~99.34%、61.60%~87.66%,但对Na、Fe、K、Ba、Cr的固化效果不明显反而会使其浸出含量增加,应注重材料制备过程的质量控制。在实际道路应用过程中长期风险评估应重点关注但不限于赤泥基路用材料中Na、总Cr、Cr^(6+)、V、Se、Mo的迁移转化等环境行为。

沥青基铺装材料实验设计方法应用进展

首先,梳理了实验设计的基本流程和关键环节,阐述并对比了常规实验的组织方法和高通量实验设计的实施原理和差异优势。其次,解释了方差分析和统计回归分析处理实验数据时的方法原理和实施流程,并着重探讨了机器学习在实验数据分析中的技术优势。全面总结了实验设计方法在性能关键因素筛选、材料最优化设计和材料性能预测中的典型应用。最后,从实验组织方法、数据分析方法和实践应用目的角度,展望了实验设计在沥青基铺装材料研究中的未来发展方向。相关工作可为研究人员科学运用实验设计的方法提供必要参考,并促进沥青基铺装材料设计思想由知识经验型转向数据驱动型。

磷石膏基低碳道路基层材料的研究进展

磷石膏是湿法磷酸生产过程排放的副产物,磷石膏的大量堆积占用土地资源和污染地下水。前人对磷石膏资源化利用作出了贡献,尤其是磷石膏制备路面基层材料,更有利于实现其规模化利用。论文介绍了磷石膏的物理化学特性,综述了磷石膏改性路面基层材料、磷石膏-水泥路面基层材料并对其水化机理进行了分析。总结出磷石膏基路面基层材料研究存在的问题,并提出了磷石膏在路面基层材料中资源化利用的建议。

养护温度对赤泥基路用胶凝材料性能及微观结构的影响

赤泥基路用胶凝材料可代替水泥应用于道路半刚性基层建设。山东省属暖温带季风性气候,全年气温波动大。在半刚性基层施工期间,不同月份导致赤泥基路用胶凝材料养护温度不同。基于2006—2023年山东(济南)温度变化特征确定养护温度为1℃、4℃、10℃、16℃、20℃、25℃、28℃,通过万能试验机和^(1)H低场核磁共振分析仪研究养护温度对赤泥基路用胶凝材料抗压强度及微观结构的影响规律,并利用X射线衍射、热重测试分析、ICP-OES揭示养护温度对赤泥基路用胶凝材料性能演化的作用机理。结果表明,养护温度升高会促进赤泥基路用胶凝材料抗压强度发展,养护温度为28℃时7 d抗压强度达到21.15 MPa,相较于养护温度为1℃时提升67.41%,且当养护温度不低于20℃时,在整个养护阶段强度发展率大于1 MPa/d。养护温度的提升会优化结石体孔结构分布,养护7 d后,随温度升高结石体的凝胶孔、过渡孔占比从37.82%提升到80%以上,毛细孔占比从62.18%下降到15%左右。赤泥基路用胶凝材料水化产物主要为(C,N)-A-S-H凝胶,其对强度发展起重要作用,养护温度的提升会促进赤泥Si/Al元素溶出,从而提高(C,N)-A-S-H凝胶的生成量。月均温度低于10℃时不宜进行道路施工,月均温度在10~20℃时可延长赤泥基胶凝材料养护时间促进其强度发展。

透水型建筑固废再生水稳材料疲劳性能试验及预测模型

为探讨建筑固体废弃物再生骨料在透水型公路水泥稳定碎石基层中的应用和耐久性强化问题,以建筑固废再生骨料部分替代天然碎石制备透水型再生水泥稳定碎石试样,开展无侧限抗压和四点弯曲疲劳试验。基于能量理论分析透水型再生水泥稳定碎石材料在疲劳加载过程中的耗散能变化规律,并建立基于耗散能的疲劳损伤预估模型,进而分析透水型建筑固废再生水稳碎石材料的疲劳损伤演化规律。研究结果表明:透水型建筑固废再生水稳碎石材料其抗压强度和渗透系数满足我国大多数公路基层的使用要求;试样累积耗散能随疲劳应力加载峰值的上升呈指数级增长,并且单次疲劳应力加卸载循环中产生的耗散能量与疲劳应力比具有较强关联,疲劳应力比为0.75和0.85的试样在每个疲劳加载循环中的耗散能相较于0.55的试样整体分别提高了50%和200%;随着试样中再生骨料占比的提升,试样在单次加载中产生的耗散能降低,试样疲劳损伤变量和疲劳损伤相对变化速率均有不同程度的增大。基于疲劳应力峰值和损伤演化规律提出的疲劳寿命预测模型可较好地预估不同疲劳应力水平下材料的疲劳寿命。研究结果可为建筑固体废弃物再生骨料在透水型公路水泥稳定碎石基层中的高效应用及长期服役性能提升提供理论依据和技术参考。

工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究

为促进磷石膏在公路工程中的规模化利用,本文通过基础力学试验、泡水膨胀试验、收缩试验、冻融循环试验、延迟成型试验以及低温自然养生试验对磷石膏路面基层材料的综合路用性能进行了系统化评估。结果表明:磷石膏路面基层材料的力学性能与普通水泥稳定碎石性能相当;磷石膏路面基层材料的28 d浸水累计膨胀率仅为0.086%,具有良好的浸水稳定性;干缩系数为116.64με/%,温缩系数为5.15με/℃,冻融循环抗压强度比为81.13%,抗收缩性能和抗冻性能显著;试件的成型时间延迟和低温养生均对混合料强度产生不利影响,延迟4 h后强度下降了24%,5℃养生条件下强度下降了33%。

改良磷石膏结合料用于路面基层试验研究

磷石膏作为固废材料存在严重的堆积问题,虽然将其应用于路面基层能有效提高利用率,但在这方面的应用仍不够广泛。基于此,制备了一种由煅烧磷石膏、水泥、石灰和磷石膏组成的无机结合料,用作路面基层材料。为了验证其用于路面基层的可行性,进行了一系列室内试验,包括无侧限抗压试验、水稳试验、干缩试验、干湿循环试验和冻融循环试验,通过X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)进行微观分析,研究物质间相互作用的反应机理。结果表明:结合料中煅烧磷石膏、水泥、石灰、磷石膏的最优质量配合比为10∶7∶2∶81。此配合比能较大程度地利用磷石膏,且抗压强度、水稳性得到了较大的提升,干缩应变降低明显,具有较好的耐久性能;符合规范要求,为路面基层施工提供了一种既经济又环保的方案。

透水型建筑固废再生水稳材料抗压性能及疲劳性能试验研究

老旧建筑拆除固体废弃物再生骨料可作为生态化建材用于透水型再生水稳基层,但其力学性能和耐久性仍亟待深入研究。该文采用建筑固废再生骨料替代天然碎石,将再生骨料、高炉矿渣、粉煤灰和硅灰等组分掺量作为设计变量,基于正交试验理论共设计了9种不同胶凝材料配比类型的透水型再生水稳材料,测试并分析了其室内无侧限抗压强度、渗透系数、弯拉应力以及疲劳寿命等力学性能的变化规律,并构建了相应的预测模型。研究结果表明:透水型再生水稳材料7天无侧限抗压强度满足我国高等级公路使用要求,渗透系数也满足我国透水道路使用要求;其疲劳寿命值离散性较大,可用威布尔双参数分布模型较为准确地拟合,基于此分布模型建立了其疲劳寿命预估方程,可较好地预测试样不同存活概率下的疲劳寿命。

铜冶炼渣综合利用技术发展现状及展望

铜冶炼渣的产生和堆存具有严重的生态环境安全隐患,如何充分利用铜冶炼渣,实现二次资源的综合利用,降低环境安全风险,已成为目前的研究热点。目的:通过整合和总结铜冶炼渣综合利用领域内已有的研究成果和知识,探讨铜冶炼渣在道路基层材料中的应用前景并提出相关建议。方法:对相关文献进行系统性的回顾和分析。结论:利用铜冶炼渣制备道路基层材料不仅可以规模化消纳铜冶炼渣,降低铜冶炼渣排放、堆存带来的潜在环境污染问题,还可以有效解决传统道路基层材料原材料来源受限的问题,对地区基础设施建设和生态环境可持续发展具有重要意义。

基于道路碎石底基层赤泥基胶凝材料应用研究

将赤泥基胶凝材料应用于道路碎石底基层是一项新兴的研究领域,旨在改善道路基础层的稳定性和耐久性。本文通过赤泥基胶凝材料在公路工程中应用,对其进行了研究和分析,通过改善赤泥在碎石底基层中的抗剪强度和抗水稳定性,添加适量的胶凝材料,提高了路基强度和稳定性,结果显示,该材料的使用提高了碎石底基层的抗冻融性能和耐久性,在路基工程中具有良好的应用前景。

关于路面基层中高平3^(#)煤矸石的试验研究

随着科技的不断进步和创新,公路建设行业不断涌出了各种新兴技术、材料和工艺。在以绿色环保、变废为宝为主题的背景下,探讨了将煤矸石用于路面基层的可行性,并对高平3^(#)煤矸石水稳层材料进行了详细的研究,通过验证煤矸石的无侧限抗压强度,证明了3^(#)煤矸石可应用于实际工程中。

磷石膏改性二灰路面基层材料的性能研究

磷石膏的加入大幅度改善了二灰类路面基层材料的强度性能。对磷石膏改性二灰、磷石膏改性二灰稳定粒料的强度、强度发展 ,水稳性、抗冲刷性进行了研究。

煤矸石在道路建设中的应用研究现状及实例

国内对煤矸石作为路基填料及路面基层集料的研究成果与工程实例表明 :尽管煤矸石存在颗粒级配缺陷与水稳性差的特性 ,但只要掺入一定量的细颗粒 ,充分的压密与土质包边 ,煤矸石仍能作为路堤填料 ;未风化煤矸石具有与粉煤灰相似的化学活性成份 ,参入一定量的粉煤灰、石灰 ,能作为高等公路路面基层材料。