水泥稳定钢渣-砾石混合料的路用性能研究

新疆公路建设飞速发展加速资源消耗,冶金炼钢产生的钢渣排放量增多。文章通过集料的级配设计、混合料掺量确定、抗折、抗压强度及劈裂强度等多项试验,配制钢渣掺量分别为60%、40%和30%的三组骨架密实型混合料,在水泥剂量分别为4%和5%时,通过测定试件强度,认为40%~60%掺量的钢渣和4%~5%剂量的水泥为合理区间。此后,通过干缩试验进一步验证上述结论,确定混合料最优设计为:50%~60%的钢渣、40%~50%的砾石和4%~5%的水泥。此类型骨架密实型混合料铺筑的半刚性基层,其强度、抗裂性等路用性能良好,满足高等级公路半刚性基层建设要求。

沥青路面全深式水泥稳定冷再生混合料性能研究

在半刚性基层沥青路面结构性养护设计中,将基层旧料和沥青路面旧料混合冷再生作为一种低碳工程技术。为探讨冷再生基层旧料和沥青路面旧料的不同比例混合料强度规律,本文以现场取回的沥青层RAP料和基层RBM料为原材料,在调查面层和基层料比例的基础上,就沥青混合料强度进行研究。选择了三种面层和基层混合料比例,以五种水泥掺量占比进行不同种类混合料的无侧限抗压强度试验,得出了其抗压强度的规律。综合考虑混合料强度与稳定性、经济性,采用33∶67的面基层用料比例较优;水泥掺量在5%~8%时随着水泥用量的增加再生混合料的强度增长较快,建议水泥掺量大于5%。

尾矿粉掺入水泥稳定铁矿废石混合料施工最佳配合比试验研究

为了研究尾矿粉掺加水泥稳定铁矿废石混合料施工最佳配合比的影响,对不同掺量尾矿粉(0%、5%、10%、15%、20%)及不同种类和剂量外加剂的水泥稳定铁矿废石混合料进行无侧限抗压强度、水稳性、抗冻性、疲劳性能试验,试验结果表明,随着尾矿粉掺量增加水泥稳定铁矿废石混合料无侧限抗压强度、水稳定系数、抗冻系数呈现先增加后降低变化趋势,当尾矿粉掺量达到14.5%时,混合料无侧限抗压强度、水稳定系数、抗冻系数达到峰值;当尾矿粉掺量为6.3%时,混合料疲劳性能达到最佳;尾矿粉掺入水泥稳定铁矿废石混合料剂量为15%时,可以广泛应用于道路基层中。

纤维增强钢渣改性沥青混合料抗裂和水稳定性能研究

为研究钢渣掺量和纤维对开级配沥青混合料(OGFC)性能的影响,选用4种钢渣替代率和4种纤维掺量,基于析漏和分散试验法进行OGFC-13配合比设计,并分析其抗裂和水稳定性能。结果表明,由于沥青的温度敏感性,钢渣掺量会使得沥青混合料性能发生显著变化;钢渣掺入不利于混合料断裂能提升,而纤维则有积极作用;钢渣50%+纤维0.60%的组合能产生最佳的抗裂性能和水稳定性能,最大程度上可将断裂能、劈裂强度比提高30.2%,8.2%。

高炉重矿渣水泥稳定基层混合料性能研究

利用包钢高炉重矿渣碎石粗集料和石灰岩细集料,设计制备了C-C-2级配水泥稳定基层混合料,进行了其强度及抗冻性能研究。结果表明,水泥(PO32.5)剂量为3%时,C-C-2重矿渣水泥稳定混合料的7 d无侧限抗压强度可以达到5.0 MPa以上。随着水泥剂量的增加,混合料的7 d无侧限抗压强度增大。水泥剂量为4%时,C-C-2重矿渣水泥稳定混合料的最大干密度最大,同时,对于提高重矿渣水泥稳定混合料的180 d抗压强度和抗冻性能效果显著。

水泥稳定钢渣混合料离散元模型参数反演及断裂损伤研究

基于三维扫描技术,利用Particle Flow Code 3D构造真实钢渣石形状的水泥稳定钢渣混合料离散元模型,探究试样宏细观参数间的敏感性并建立两者间的非线性回归方程。对不同钢渣石含量的试样进行无侧限单轴压缩模拟试验,结合接触计算、裂隙定位等程序系统,从强度、断裂损伤等方面分析试样在破坏过程中的宏细观力学特性及微裂隙演变规律。结果表明:有效模量和摩擦系数对峰值强度几乎无影响;弹性模量受孔隙度、有效模量、黏结强度、平行黏结摩擦角影响较大;泊松比主要受孔隙度控制。随着钢渣石含量增加,试样的弹性模量、峰值强度升高,泊松比降低,峰后应力曲线渐陡,表现出明显的脆性破坏特征。裂缝形成主要分为萌生、扩展、汇集、贯通4个阶段,提高钢渣石含量,试样断裂面厚度增大,微裂隙数量成倍增长。

钢渣粉对砾石沥青混合料的水稳定性改善研究

采用响应面设计方法,探究钢渣粉、水泥、消石灰部分单一替代或共同替代石灰岩矿粉时,对砾石沥青混合料的水稳定性变化规律。研究表明,钢渣粉对砾石沥青混合料的力学强度提高显著,该项成果在砾石沥青混合料高等级路面推广运用中具有重要理论意义和实用价值。

乳化沥青冷再生混合料水稳定性研究

为改善乳化沥青冷再生混合料界面强度低、水稳定性差的问题,提出采用水泥和聚酯纤维对其进行改良。依托某市政大中修工程,采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了水泥剂量和纤维掺量对冷再生混合料水稳定性的影响。结果表明:水泥剂量的增大对冷再生混合料水稳定性提升显著,随着水泥剂量的增加,乳化沥青就地冷再生混合料马歇尔稳定度和劈裂强度逐渐增大,残留稳定度和冻融劈裂强度比也有所提高,推荐水泥掺量为1.5%;随着纤维掺量的增加,混合料力学强度和水稳定性能指标数值先增大后减小,纤维掺量为0.5%时混合料性能最佳。

掺废旧沥青混合料水泥稳定碎石路用性能研究

为解决实际工程中水泥稳定基层抗裂性较差及废旧沥青资源浪费问题,将废旧沥青回收利用后,掺加至水泥稳定碎石基层。采用标号为32.5的硅酸盐水泥、集料及高速公路铣刨料混合进行级配设计,通过测定掺废旧沥青混合料水泥稳定碎石无侧限抗压强度和抗压回弹模量,评价其力学性能;通过测定混合料温缩、干缩系数,评价其抗裂性能;通过冲刷试验,评价其耐久性能。依托实际工程得出,适当的废旧沥青掺入量可以改善水泥稳定碎石路用性能,降低基层病害出现概率。

玻璃纤维长度与掺量对水泥稳定碎石混合料路用性能的影响

采用6、12、18 mm三种玻璃纤维长度与0.05%、0.15%、0.25%三种玻璃纤维掺量进行正交组合设计,共对10组不同配合比方案下的水泥稳定碎石分别进行抗压强度、抗拉强度、抗冻性能、干缩性能试验分析。结果表明:玻璃纤维的掺入能够有效提升水泥稳定碎石路用性能,抗压强度和抗拉强度提升30.00%以上,抗冻性能提升24.00%,干缩性能整体提升约47.00%。研究推荐适宜的玻璃纤维长度为18 mm,纤维掺量为0.15%。

振动搅拌纤维水泥稳定碎石混合料配合比设计研究

振动搅拌的纤维水泥稳定碎石混合料配合比设计研究,是通过室内试验研究振动搅拌参数、纤维的选择、配合比设计,确定最大干密度、最佳含水量和最优水泥用量;通过分析不同纤维类型和掺量对强度的影响,进而确定最优的掺量,并最终确定最经济、性能最佳的矿料设计配比,以期能够为同类型工程施工提供一定的参考和依据。

基于正交试验的复合外加剂对水泥稳定碎石混合料性能的影响分析

水泥稳定碎石基层的干缩裂缝问题成为制约道路使用寿命的最主要因素,单一的外加剂可以改善其抗裂性能,但会影响其强度,影响整体性能。本文通过复合掺加保水剂、乳胶粉、橡胶粉三种外加剂,采用正交试验极差分析法,分析其对无侧限抗压强度和干缩系数的影响。通过试验分析可知,复合掺配后,可以大大降低外加剂对无侧限抗压强度的影响,三种外加剂无侧限抗压强度影响主次顺序为保水剂>橡胶粉>乳胶粉,对各影响因素进行综合比选,得出最优组合为A2B3C1,即保水剂掺量为0.4%,乳胶粉掺量为3%,橡胶粉掺量为1%时,复合外掺改性的水稳再生混合料无侧限抗压强度最好。对干缩系数分析可知,随着外掺剂的增加,干缩性能会得到相应的改善,三种外加剂对混合料抗干燥收缩性能影响主次顺序为保水剂>橡胶粉>乳胶粉,得出最优组合为A3B2C3,即保水剂掺量为0.6%,乳胶粉掺量为2%,橡胶粉掺量为3%。综合考虑无侧限抗压强度和干缩系数的要求,复合外掺改性后材料的无侧限抗压强度最大时的最优外加剂掺配比作为混合料外加剂的方案,即保水剂掺量为0.4%,乳胶粉掺量为3%,橡胶粉掺量为1%。

水泥稳定废旧沥青混合料路用性能试验研究

通过系统的室内试验对水泥稳定废旧沥青混合料的物理力学特性进行了分析评定,内容包括无侧限抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度以及耐久性等;初步确定了原材料评价方法,并在此基础上探讨了原材料性质对再生混合料路用技术性能的影响。本文所提出的材料设计参数及相关研究成果,可以供设计、生产和制定规范时参考。

水泥稳定碎石混合料配合比的优化

为提高半刚性基层的抗裂能力,根据抗裂能力最佳、强度满足要求的原则,分别用静压法及振动法进行了水泥稳定碎石混合料级配和配比的优化,并对优化结果进行了对比分析。试验结果表明,现场经振动压实的水泥稳定碎石混合料强度、抗裂特性与室内振动成型的混合料特性更趋于一致,用振动法优化的级配配比可显著提高半刚性基层的抗裂能力。

水泥稳定废旧沥青混合料的强度试验

分别按无机结合料稳定材料和沥青混合料的2种试验方法测试不同配比下水泥稳定废旧沥青混合料强度,分析水泥稳定废旧沥青混合料强度的影响因素.结果表明,随着水泥掺量的增加,水泥稳定废旧沥青混合料的无侧限抗压强度、间接抗拉强度提高,马歇尔稳定度提高,流值下降,劈裂强度增大.通过环境扫描电镜XL30ESEM观测废旧沥青混合料中水泥石与沥青的界面可知,因部分沥青膜从集料表面剥落,水泥石与集料的界面黏结较好,部分水泥水化产物穿透沥青膜,形成较大的复合强度,且具有沥青混合料的变形能力.

砾石沥青混合料水稳定性复合改善技术研究

随着公路建设的发展及生态环保意识的增强,优质碎石日益匮乏,而砾石虽资源丰富,但因其属于酸性而制约了其在沥青面层中的应用。为了提升破碎砾石与沥青的黏附性,提高砾石沥青混合料的水稳定性,采用水泥或石灰等无机材料以及抗剥落剂作为复合改性剂,通过单掺或复配掺入等不同方式对砾石沥青混合料进行改性,以增强砾石与沥青的界面黏结状况。设计了14种单掺及复配掺入等改性方案,通过残留稳定度及冻融试验研究了改性材料种类及掺量对砾石沥青混合料水稳定性能的影响规律;基于拉拔试验研究了复掺外加剂对沥青与砾石界面黏附性改善效果。结果表明:单掺或复配掺入方式均能提高混合料水稳定性能,但是复掺效果更为显著;单掺0.4%掺量AMRⅠ型抗剥落剂的改善效果优于水泥及石灰;复掺0.4%AMRⅠ型抗剥落剂及1%水泥的效果最优,其冻融劈裂强度比TSR和残留稳定度值分别提高了28.8%和22.6%;在此掺量下拉拔力最大,沥青与砾石界面黏附性最优。研究成果对于砾石沥青混合料的推广应用具有重要的理论意义及实用价值。

改性钢渣沥青混合料的水稳定性

针对钢渣遇水膨胀和钢渣沥青混合料(steel slag asphalt mixture,SSAM)水稳定性不足的问题,采用SiO_(2)胶体溶液制备改性钢渣,测试改性钢渣的物理性能、体积膨胀率并研究改性机理;将改性钢渣替代粗集料(4.75~16 mm)制备改性钢渣沥青混合料(modified steel slag asphalt mixture,MSSAM),评价其体积稳定性和水稳定性。结果表明:钢渣经过改性后,各项物理性能均有所改善;SiO_(2)胶体溶液可在钢渣表面形成改性保护层,增强改性钢渣的整体性能,其中质量分数为2%的SiO_(2)胶体溶液改性钢渣可将体积膨胀率降至1.75%,满足规范要求;在浸水120 h后,MSSAM的体积稳定性比SSAM提高了53.9%;冻融循环15次后,相较SSAM,MSSAM的劈裂强度比(tensile strength ratio,TSR)提高了12.67%,具有更优的水稳定性。

钢渣沥青级配碎石混合料的高温稳定性能研究

对钢渣原材料进行了化学成分分析和物理性能检测,钢渣在沥青混合料中可以作为粗骨料使用。根据钢渣的颗粒形状及粒径分布规律,设计了基于ATB-25级配的钢渣沥青级配碎石基层混合料的配合比。研究了钢渣沥青混合料高温稳定性能。当混合料用集料全部为钢渣时,其较佳油石比为5.7%,远高于同级配的石灰岩混合料;而将石灰岩细集料(0～5mm)掺配入混合料后,其较佳油石比降为4.1%;同时,将石灰岩集料(0～5mm、5～10mm)掺配入混合料后,其较佳油石比为3.9%。从综合利用钢渣与降低成本的角度来讲,将石灰岩集料作为钢渣沥青级配碎石基层混合料的细料部分,而粗料全部采用钢渣是最优方案。钢渣沥青混合料的高温性能优于石灰岩混合料。随着石灰岩集料的增加,混合料的性能越来越差。

掺废弃沥青混合料的水泥稳定碎石基层收缩性能

为了合理利用废弃沥青混合料以达到节约资源、降低工程造价以及减少对环境污染,依托河南省安(阳)-新(乡)高速公路改扩建工程,提出了将废弃沥青混合料掺入到水泥稳定碎石基层中,使其整体作为一种新型的基层材料,同时采用较低含量的水泥用量和骨架密实型级配.通过试验,分析了掺入的废弃沥青混合料对水泥稳定碎石基层材料收缩性能的影响.试验结果表明,在满足基层强度要求的前提下,掺废弃沥青混合料有利于改善基层的收缩性能.

不同组成设计方案的钢渣稳定碎石沥青混合料低温抗裂性能研究

沥青稳定碎石混合料由于可以解决传统半刚性基层容易形成干缩裂缝和温缩裂缝等问题,已成为研究热点之一。针对柔性基层的材料性能特点,本文将重点研究不同组成设计方案的钢渣稳定碎石沥青混合料的低温抗裂性能。实验结果发现钢渣稳定碎石沥青混合料弯拉应变能力较石灰石混合料更强,因而拥有良好的低温抗裂性能。