水泥稳定破碎卵石在道路基层中的应用研究

本文采用破碎卵石代替传统石灰岩碎石应用在高速公路水稳基层中,在石灰岩碎石原料短缺但卵石资源丰富的地区能够有效的解决部分道路基层原料供应问题并能有效的节约成本。本项目以破碎卵石为主要研究对象,开展了力学性能和路用性能分析;同时对比石灰岩碎石,分析两者的各项性能参数,验证了破碎卵石在道路水稳基层的路用性能。最终实现破碎卵石在碎石资源匮乏地区道路水稳基层的应用。通过室内试验和试验路的跟踪观测,说明级配破碎卵石在水稳基层中的应用性能良好,能够取代传统级配碎石,同时破碎卵石具有节约成本的优点,有着良好的应用前景。

基于开裂应变能平衡原理的纤维水泥稳定破碎卵石增韧研究

为了降低水泥稳定碎石基层对矿石资源过多的消耗,并探究纤维对水泥稳定碎石抗疲劳开裂的增韧作用,采用破碎卵石替代石灰岩集料,基于开裂应变能平衡原理建立疲劳裂纹长度预测模型,分析纤维增韧水泥稳定破碎卵石疲劳开裂性能。选取不同长度(10、15、20 mm)和掺量(0.9、2.0、3.0 kg·m^(-3))的聚丙烯纤维,设计了纤维增韧水泥稳定破碎卵石间接拉伸疲劳试验,采集应变、模量以及裂纹长度等信息。利用所提出的模型获取疲劳开裂扩展规律,并与传统基于模量衰减的疲劳开裂模型预测结果及试验实测裂纹长度进行对比分析。结果表明:基于应变能疲劳损伤模型预测的裂纹长度与实测裂纹长度更为接近,说明所提出的模型能更好地表征纤维增韧水泥稳定破碎卵石的疲劳开裂特性。损伤密度在稳定发展阶段增长速率随纤维长度的增加呈下降趋势,随纤维掺量的提高先减小后增加,表明掺量对水泥稳定破碎卵石抗疲劳开裂性能的提升更加明显,但掺量过高反而会降低纤维水泥稳定破碎卵石的抗裂性能,在长度20 mm、掺量2.0 kg·m^(-3)时疲劳寿命提升最佳(3倍左右),建议纤维长度取15~20 mm,掺量范围为0.9~2.0 kg·m^(-3)。利用疲劳损伤密度区分纤维增韧效果更加清晰,评价损伤程度更为精准,研究结果可为纤维增韧材料设计提供新的评价指标。