成型方法对水泥再生混合料性能影响试验分析

采用了静压和振动2种不同成型方法,分别对水泥稳定冷再生混合料进行不同水泥剂量、新料掺量的配合比设计。通过一系列室内试验,得出了2种方法成型试件的物理、力学性能。经试验结果分析,表明振动成型方法与静压成型对比,可以明显提高水泥稳定冷再生混合料的抗压强度,从而提高路面结构的承载能力和稳定性。

水泥冷再生沥青路面回收料的力学性能与疲劳性能

基于弯拉强度试验、动态压缩模量试验与弯曲疲劳试验,探讨了沥青路面回收料(RMAP)掺量、RMAP中沥青回收料(RAP)与无机回收料(RAI)比例对冷再生混合料力学性能与疲劳损伤特性的影响规律。结果表明:水泥冷再生混合料疲劳方程回归系数截距a为11.85~12.91,斜率b为-11.56~-9.91;增大RMAP,降低了无机结合料冷再生混合料疲劳寿命,增加了疲劳寿命对应力强度比的敏感性;增大RMAP中RAP掺量有助于提高低应力强度比下水泥冷再生混合料的疲劳性能,但也增大了水泥冷再生混合料疲劳寿命对应力强度比的敏感性。

季节性冻土区水泥冷再生混合料疲劳特性研究

青海地处季节性冻土区,复杂的自然环境对沥青路面造成严重影响。为系统分析该地区沥青混合料疲劳特性,以沥青混凝土路面铣刨回收料不同级配为基准,通过室内对比试验,对不同水泥掺量的冷再生混合料疲劳特性进行研究。结果表明:水泥冷再生混合料(CCRM)的疲劳寿命与应力强度比之间存在良好的双对数关系,即lgS=a-blgN,回归系数a、b分别在0.116~0.161、0.068~0.084范围内取值;基面层比例对CCRM疲劳特性影响显著,基面层比例为12∶5的CCRM疲劳特性明显优于基面层比例为1∶1的CCRM疲劳特性;水泥剂量对CCRM疲劳特性影响不大,在基面层比例相同,水泥剂量不同的条件下lgN随lgS的变化规律基本一致。

RAP粒径对水泥稳定再生混合料的性能影响研究

为了研究旧沥青混凝土对水泥稳定再生混合料的性能影响,拟定了4种粒径范围的RAP替代相同粒径范围的RBP集料,对比采用骨架密实级配和悬浮密实级配的再生混合料,通过室内力学试验进行分析,并利用电子显微镜对RAP替代不同粒径RBP的混合料界面进行观察.试验结果表明:采用骨架密实和悬浮密实级配的混合料,当RAP替代粒径大于4.75mm,随着RAP替代粒径的增大,再生混合料的强度、模量均有明显降低,干燥收缩系数逐渐增大.粒径范围为2.36~4.75mm的RAP集料替代相同粒径范围的RBP集料,采用骨架密实级配的水泥稳定再生混合料,强度和模量降低幅度较小,同时干燥收缩系数有明显提高,RAP粒径越小,RAP与RBP界面融合程度越高.

采用二维颗粒流软件研究水泥冷再生混合料特性过程中本构模型和细观力学参数的标定

基于PFC2D开展水泥冷再生混合料特性模拟试验研究的方法和其他研究方法相比具有不可比拟的优势,但是试验过程中细观力学参数的确定比较困难。为了快速确定细观力学参数,本文通过详细地分析水泥冷再生混合料的结构特性,确定内部颗粒的接触本构模型为线性刚度模型、滑动模型、平行黏结模型,从而确定了对应细观力学参数的个数。通过分析各细观力学参数之间的关系及其与宏观力学行为之间的对应关系,总结了调整参数的方法。并通过模拟试验进行验证,结果表明的细观力学参数的取值是正确的。通过本文方法今后可在相关研究中快速的调整出对应的细观力学参数值,为今后基于PFC软件深入研究水泥冷再生混合料特性奠定了基础。

垂直振动压实水泥冷再生混合料的回弹模量特性

采用垂直振动试验研究了养生龄期、基面层回收料比例、新集料掺量、水泥剂量等因素对水泥冷再生混合料(CCRM)室内抗压回弹模量的影响。结果表明:CCRM的7d模量约为极限模量的40%,28d模量约为极限模量的80%,90d模量约为极限模量的90%;随着基面层回收料比例增加,CCRM模量有所增大,CCRM 90d模量约为水泥稳定碎石的0.5~0.7倍;与不掺新集料的CCRM相比,掺20%新集料CCRM的极限模量提高3%~18%,掺40%新集料CCRM的极限模量提高13%~29%;CCRM模量随水泥剂量的增加而增大,但幅度不大。

垂直振动压实水泥冷再生混合料的抗压强度特性

为了揭示水泥冷再生混合料(CCRM)抗压强度特性,采用垂直振动成型CCRM圆柱体试件,研究了龄期、新集料掺量、基面层回收料比例、水泥剂量等因素对CCRM抗压强度的影响规律。结果表明:CCRM抗压强度随龄期增长而增大,28d抗压强度约为极限强度的80%,90d抗压强度约为极限强度的90%,建议加强CCRM早期养生;与不掺新集料的CCRM相比,掺20%、40%新集料的CCRM90d抗压强度可提高约4.5%、13.1%,故建议新集料掺量为40%。

成型工艺对水泥稳定再生混合料性能影响研究

基于分档掺配理论设计7种水泥稳定再生混合料级配方案,通过振动击实法和重型击实法测定不同级配下水稳再生混合料最佳含水率和最大干密度;选取水泥掺量为3.5%、4.0%、4.5%时,对比振动成型和静压成型工艺,测定水稳再生混合料的7d无侧限抗压强度、28d抗弯拉强度和吸水率,研究级配、成型工艺、水泥掺量对水稳再生混合料性能的影响。结果表明:振动击实法下水稳再生集料的最大干密度较大,最佳含水率较小;振动成型法相比静压成型法水泥稳定再生集料7d无侧限抗压强度提高50%以上,28d抗弯拉强度提高30%以上,吸水率降低10%左右;水泥稳定再生混合料配合比设计过程中,选用天然碎石20～30mm完全替代建筑垃圾再生集料,10～30mm作为骨架结构,选用再生集料0～5mm完全替代天然石屑作为填充,水泥稳定再生混合料的力学性能最佳。

水泥稳定再生混合料路用性能试验研究

通过广东省某高速公路的改造工程,对水泥稳定再生沥青混合料基层路用性能进行了系统的研究。采用4个混合料集料组成,分别采用马歇尔残余稳定度、干缩应变及干缩系数和劈拉强度评价水泥稳定再生骨料混合料的水稳性、干缩性和疲劳性能,重点研究不同再生骨料含量下混合料性能变化情况,目标是使混合料中再生骨料含量最大。提出的试验方法及相关研究成果,对再生混合料基层设计应用及施工质量控制提供了一定的参考。

水泥稳定冷再生混合料配比设计的试验研究

通过对以水泥为添加剂的冷再生混合料配比设计的试验研究,得出水泥稳定混合料的最佳配比,对于指导设计和施工具有积极的意义。

基于旋转压实法的水泥冷再生混合料性能研究

为更好地模拟水泥冷再生混合料现场施工,采用旋转压实法制备水泥冷再生混合料试件,测试分析其力学性能及稳定性,并与静压成型法进行对比,探讨采用旋转压实法开展水泥冷再生混合料设计的可行性,并基于旋转压实法研究不同再生料掺量(60%、70%、80%)下水泥冷再生混合料的力学性能(抗压强度、劈裂强度及回弹模量)及稳定性能(水稳定性及冻稳定性)。结果表明,随新集料掺量增加,水泥冷再生混合料的最佳含水量降低、最大干密度增加;相同水泥剂量下,掺加新集料后,水泥冷再生混合料的力学强度、稳定性能明显提升;掺加30%新集料的水泥冷再生混合料无侧限抗压强度、劈裂强度及回弹模量相对于未掺加新集料的试件分别提升了约50%、80%和45%,软化系数和耐冻系数分别可提升到0.90以上;相对于传统的静压成型方法,旋转压实法制备的水泥冷再生混合料试件的力学性能提升幅度在30%以上,且稳定性能也略有提升。

水泥稳定再生混合料路用技术指标变化规律试验研究

为研究水泥稳定再生混合料路用性能指标的基本变化规律,设计并进行了室内试验,通过测试与分析,获得受龄期、再生集料含量影响路用技术指标变化规律。

水泥稳定冷再生混合料性能影响因素研究

水泥稳定碎石混合料是我国最常用的路面基层形式,其性能优劣直接影响道路的使用年限。水泥稳定碎石混合料的力学性能与其成型工艺和养生温度密切相关,我国现行的水泥稳定碎石基层配合比设计试件成型方法有两种形式,即静压法(重型击实)与振动成型法,为确定最佳的成型方式和养护温度,结合内蒙古某地区开展的水泥稳定碎石冷再生项目,对道路现场水泥稳定碎石基层的铣刨料进行筛分分析,掺配70%的新集料,并添加5%的水泥再生剂,配置成再生水泥稳定碎石混合料,对不同成型方式、不同养护温度水泥稳定再生混合料路用性能进行了分析。结果表明:振动成型法水泥稳定冷再生混合料最大干密度较大,最佳含水率较低,在0℃、5℃、10℃、20℃、30℃的养生条件下,振动成型的试件无侧限抗压强度均比静压成型的试件高,高约10%~20%;对于标准养护条件即20℃条件养护时,振动成型的试件劈裂强度比静压成型的提高60%左右;养护温度为0℃~10℃时,劈裂强度提高10%~20%;抗冻性能约提高9%;振动成型的干缩系数比静压成型的试件高约12%。在20℃时,试件的无侧限抗压强度、劈裂强度值最高,超过20℃后,其强度会有所下降,即最佳养护温度应为20℃。

旧沥青老化程度对水稳再生混合料性能影响的试验分析

为研究旧沥青面层材料老化程度对水泥稳定再生混合料性能的影响,采用三种不同老化程度的沥青面层铣刨料分别与水稳基层铣刨料进行级配合成,通过力学性能试验进行分析,并采用扫描电子显微镜对沥青与水稳集料的结合界面进行观察。试验结果及分析表明:旧沥青混凝土老化程度越高,与水泥集料的结合性越好,水泥稳定再生混合料的强度越高,干缩性能越差,旧沥青混凝土老化程度越低时,再生混合料具有较好的抗干燥收缩能力。因此,旧沥青路面选择养护维修方案时,应充分考虑原路面的沥青老化程度,中度以上老化的沥青路面更适宜采用水泥稳定全深式路面再生基层施工方案。

垂直振动压实水泥冷再生混合料劈裂强度特性

为了揭示水泥冷再生混合料劈裂强度特性,基于垂直振动成型试件研究了水泥剂量、基面层回收料比例、新集料掺量、养生龄期等因素对水泥冷再生混合料劈裂强度的影响。研究结果表明：水泥冷再生混合料劈裂强度随水泥剂量增大而增大;相同水泥剂量条件下,在基面层回收料中添加新集料与未添加新集料分别制备试件,将试件所测得劈裂强度进行对比发现28d两者劈裂强度比值达到最大,28d后两者劈裂强度比值呈降低趋势,掺加的基面层回收料不同,但劈裂强度比值的曲线增长趋势相似;新集料掺量每提高20%,水泥冷再生混合料劈裂强度可提高4%~26%;水泥冷再生混合料劈裂强度随养生龄期的增长而增大,尤其前28d增长较快,28d之后增长逐渐变小并逐渐趋于平缓,因此应加强早期养生。建议当基面层比例为0∶1、1∶1和7∶3时,回收料最大利用率分别为57%、72%和85%。

采用二维颗粒流软件对水泥冷再生混合料间接抗拉强度模拟

采用二维颗粒流软件(PFC2D)对水泥冷再生混合料间接抗拉强度开展模拟试验研究。为了对数值试验中细观力学参数的调整提供依据,并分析模拟试验结果的可靠性,首先对水泥冷再生混合料间接抗拉强度开展室内试验,得出宏观力学参数值。然后确定混合料中颗粒的接触本构模型,建立数值试件。进行模拟加载,不断调整细观力学参数值,直到最终模拟试验结果与室内试验结果相吻合,得出最终细观力学参数值。利用得出的细观力学参数,对不同颗粒级配条件下的试件进行模拟试验,通过与室内试验对比,验证模拟试验的可靠性。结果表明:模拟试验中应力增长曲线与室内试验结果基本吻合,数值试验中3组试件的间接抗拉强度值与室内试验实测值得平均误差仅为2.14%;所确定的接触模型和细观力学参数值是准确的,可在相关研究中用模拟试验代替室内试验,提高研究效率;模拟试验真实地展现了试件在荷载作用下内部颗粒的运移情况,揭示了材料强度形成机理和细观力学特征。

建筑废弃物再生产品在市政工程中的应用技术研究

随着经济的快速发展,建筑废弃物的产生量迅速增长,如何对其进行有效利用变废为宝成为当前国家可持续发展亟待解决的问题。将建筑废弃物再生主要划分为4种不同类型:再生骨料混凝土、再生骨料砂浆、块材类再生产品和其他再生产品(再生粗、细骨料及水泥稳定再生混合料),并对其使用场合提出了建议,推荐其可有效应用于市政工程的道路、给排水、电气等诸多工程部位,并提出了相关的技术要求及性能参数。

对规范(JTG F41-2008)中乳化沥青混合料冷再生配合比设计方法的讨论

全球范围内还没有得到普遍认可的冷再生混合料配合比设计方法。文章主要针对国内新发布的《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)中的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法中的一些问题进行探讨;这些问题在国外相关设计方法中同样存在。文章提出了早期强度概念评价乳化沥青冷再生混合料的早期强度,采用修正马歇尔试验方法评价其后期强度,针对水泥-乳化沥青冷再生混合料的特点对其试验方法进行了修正。

旧水泥道面再生利用研究

水泥路面维修时会产生水泥混凝土块,如何重复利用这些旧水泥块是非常重要的问题。本文对破碎、筛分、分档后的混凝土进行再生利用,作为新路面的基层,通过试验发现:旧混凝土存在结晶水,忽略结晶水将导致最佳用水量偏大;旧混凝土的各项力学强度不亚于新集料。对再生水泥混凝土进行了配合比研究,并进行性能研究后得到如下结论:水泥稳定再生混合料具有较好的水稳定性能、抗冻性能和力学强度;和常规水稳碎石的抗压回弹模量相当;抗收缩变形性能较差。