水泥稳定碎石基层取芯芯样分类与整体性评价技术标准

为了实现水泥稳碎石基层整体性质量客观和公正的评价,消除7 d取芯芯样质量评判的随意性、弥补因不考虑气候条件和公路等级等因素对施工质量评价的局限性,选择高速、一级、二级和三级共5条公路,对7 d龄期的水泥稳定粒料类基层进行了大量的取芯试验,系统地对取芯芯样的形态进行了调研、统计和分析,根据芯样的完整程度,将其分为完整类、残缺类和松散类3类,芯样完整性的差异代表其扩散荷载应力能力的不同,根据芯样的致密程度,将芯样进一步分成8级,芯样致密性的不同体现服役功能性差别,提出了评价路段芯样完整率的计算方法,确定了芯样完整率技术标准的确定原则,对于季冻区宜采用F(Ⅰ+Ⅱ)作为评价指标,对于非季冻区宜采用F(Ⅰ)作为评价指标,并根据回归曲线,提出了不同区域不同等级道路7 d龄期内的芯样完整率技术标准。结果表明:芯样完整率与道路等级呈线性关系,道路等级对其影响幅度为2%~9%,养生模式的影响幅度为10%左右,气候因素的影响幅度为5%左右。研究成果实现了对半刚性基层取芯芯样质量和整体性质量的定量化评价。

废弃橡胶粉对水泥稳定碎石抗疲劳性能的影响

为了消除水泥稳定碎石基层因疲劳损伤产生的裂缝,采用三分点加载方法系统研究了不同废弃橡胶粉掺量下水泥稳定碎石的疲劳性能,运用三点弯曲梁法表征了掺加废弃橡胶粉的水泥稳定碎石抗疲劳机理.结果表明:掺加10、20 kg/m^(3)废弃橡胶粉的水泥稳定碎石疲劳寿命优于基准组水泥稳定碎石;当废弃橡胶粉掺量为10、20 kg/m^(3)时水泥稳定碎石的起裂韧度是基准组的1.49、2.58倍,失稳韧度是基准组的1.30、2.21倍,断裂能也较大,抗疲劳性能显著;当废弃橡胶粉掺量为30 kg/m^(3)时,水泥稳定碎石的抗疲劳性能并没有提高,这可能与废弃橡胶粉掺量过大导致弯拉强度降低有关.

激振搅拌对水泥稳定碎石与煤矸石抗压强度的影响

为研究激振搅拌工艺对水泥稳定煤矸石混合料性能的影响规律,以水泥稳定碎石为基准,对比分析普通搅拌与激振搅拌对不同水泥剂量的水泥稳定基层材料无侧限抗压强度的影响。结果表明:在干拌状态下增加激振工艺对基层混合料抗压强度的提升效果显著,在激振气压为0.4 MPa、激振干拌30 s后普通湿拌30 s条件下,混合料的7 d无侧限抗压强度达到最佳;激振搅拌对水泥稳定碎石、水泥稳定煤矸石混合料强度的平均提升幅度约为20%,对煤矸石混合料的强度提升更加显著,水泥剂量越少,提升幅度越大。SEM结果表明激振搅拌后混合料中的水化产物分布更加均匀,结构更加致密;经线性拟合计算,当水泥剂量为2.0%~7.0%(质量分数,下同)时,激振搅拌对于碎石混合料可节约8.9%~26.3%的水泥,对于煤矸石混合料可节约12.9%~30.8%水泥,且节约率与水泥剂量成反比。

胶粉纤维改性水泥稳定碎石抗裂性能研究

针对水泥稳定碎石基层易开裂问题,在混合料中掺入适量胶粉及聚乙烯醇(PVA)纤维,开展强度、抗压回弹模量、干缩性能和扫描电镜试验(SEM);分别掺入橡胶粉、改性胶粉、PVA纤维、不同水泥剂量的胶粉纤维,对比其对混合料抗裂性能的影响。发现掺入材料对水泥稳定碎石混合料性能具有明显影响。掺入胶粉、改性胶粉后会降低混合料强度和抗压回弹模量,提升抗干缩性能;掺入纤维能增强混合料强度、模量和抗干缩性能;加入不同水泥剂量的胶粉纤维对混合料强度、抗压回弹模量提升效果明显,但降低了抗干缩性能;宏观力学指标试验和SEM试验结果显示出改性胶粉纤维与水泥基具有良好的黏结性,可以提升水泥稳定碎石混合料的抗裂能力。

快通水泥混凝土路面与水泥稳定基层建造新技术

文中针对水泥混凝土路面与基层快速建造、提早通车运营的难题,将其他建筑混凝土工程中的早强混凝土应用于公路水泥混凝土路面工程,并参照美国ACPA水泥混凝土路面协会相关技术,提出了我国快通水泥混凝土路面的定义、建造技术和基本技术要求,以期实现我国公路水泥混凝土路面工程在建造和养生中少堵车、不堵车、快速畅通的目的,为我国公路交通建设及路面建造、养生、运营做出贡献。

水泥稳定砂砾力学强度增长机理及影响因素研究

为研究水泥稳定砂砾力学强度增长机理及影响因素,设计试验方案和方法,研究龄期、水泥剂量、温度等对水泥稳定砂砾力学强度的影响。结果表明:随龄期增长,水泥稳定砂砾力学强度增长速率呈现先快后慢的趋势,并逐渐趋于其极限值;合适的水泥剂量可实现工程项目的经济性;选择合适的温度并缩短混合料从拌合至压实完成的时间,可有效提高水泥稳定类材料的强度,从而提高高速公路建设质量。

水泥-石灰和水泥-稻壳灰稳定土的力学性能和冻融耐久性研究

为研究水泥-石灰和水泥-稻壳灰对土体进行加固良的效果及掺量,利用水泥、石灰和稻壳灰分别以水泥∶石灰=1∶1和水泥∶稻壳灰=1∶1制备两种稳定掺料。按照掺入比分别0%、2.5%、5%、7.5%和10%制备稳定土试样,并通过力学试验以及冻融试验对两种稳定土的三轴力学特性以及抗冻融循环的性能进行研究。结果表明:随着围压、稳定掺料和龄期的增加,稳定土的强度逐渐增加;脆性也明显增强;稳定土在3~7 d的强度增长率明显大于7~28 d的强度增长率,且在相同条件下,水泥-石灰稳定土的强度大于水泥-稻壳灰稳定土的强度。冻融循环后质量损失率和超声波变化规律表明土样的冻融耐久性顺序为:水泥-稻壳灰稳定土>水泥-石灰稳定土>纯土。

基于CT图像的水泥稳定RAP材料细观结构研究

研究沥青混合料回收料(RAP)掺加对混合料组成与结构特性的影响,可为其应用在路面结构层以及材料参数设计提供理论支撑。基于X-ray CT与图像处理技术,提出了一种可区分新旧集料的冷再生混合料细观结构识别方法,分析了RAP团粒、旧集料与新集料的细观特征的差异,研究了RAP的掺加对水泥稳定材料细观结构的影响。结果表明:提出的细观结构识别方法可准确识别水泥稳定RAP材料断面图像中的空隙、砂浆、新集料与旧集料四类区域,完整地保留新旧集料的原始轮廓、大小与形状等信息;RAP团粒中分布较多初始微细裂缝,且旧集料扁平比与棱角性系数均大于新集料;RAP的掺加一方面增加了再生混合料中体积小于0.01 mm3的微空隙与大于100 mm3的大空隙数量,导致材料的密实度降低;另一方面也增加了材料的沥青砂浆含量,提高了再生混合料的平均砂浆膜厚度,使混合料骨架内部力传导更均匀;提高水泥稳定RAP材料中石屑与碎石比例,可使材料的平均空隙体积减小、平均砂浆膜厚度增大,从而改善再生混合料的骨架填充状态。

考虑养生期水化热影响的高海拔地区水泥稳定碎石层温度分布研究

为了揭示高海拔地区水泥稳定碎石层养生期温度分布规律,采用有限元软件ABAQUS建立了基于水化热的水泥稳定碎石层养生期三维非稳态计算模型,分析了日最低气温、日温差、太阳辐射总量、风速、水泥稳定碎石厚度及水泥剂量等因素对水泥稳定碎石层养生期温度场分布的影响及其敏感性。分析表明:随着日最低气温、日温差、日太阳辐射总量及水泥剂量的增大,水泥稳定碎石层表面及层中温度逐渐提高;随着风速的增大,水泥稳定碎石层表面及层中温度逐渐降低;水泥稳定碎石层表面最低温度的关键影响因素为风速,层中最低温度的关键影响因素为水泥稳定碎石厚度。

水泥稳定再生碎石物理力学性能研究进展

再生集料的使用对交通基础设施建设的可持续发展具有重要意义,将其用于集料占比大而强度要求低的水泥稳定碎石基层具有较大的推广价值,但目前相关研究及应用较少,缺乏系统总结。本文对水泥稳定再生碎石物理力学性能研究进行综述,统计了再生集料基本性能指标,总结了再生集料、水泥、龄期和外掺物等因素对水泥稳定再生碎石物理力学性能的影响,得到以下结论:再生集料性能较低,应进行表面处理并合理掺配,当掺量小于40%时,水泥稳定再生碎石各项性能降幅均较小,掺量较大时性能降低显著;再生集料替代粒径越大,干燥收缩性能越高,但强度、刚度和抗冲刷等性能降低;水泥掺量的增加提高了水泥稳定再生碎石的强度、刚度、抗冲刷和疲劳等性能,但其收缩性能降低,因此在满足基层强度和刚度的基础上,应适当减少水泥掺量以有效降低收缩;水泥稳定再生碎石的强度和收缩等均在28 d龄期达到稳定,因此其应进行适当龄期的养护,以满足后续面层施工要求;添加适当的外掺物虽然降低了水泥稳定再生碎石的强度和刚度,但提高了其收缩和疲劳性能,因此可缓解基层开裂。然而,不同粒径的再生集料对水泥稳定再生碎石物理力学性能的影响机理不明确,可将其作为今后研究的切入点,为其在路面工程设计和施工中的应用提供理论和技术支撑;此外,不同来源的再生集料对水泥稳定再生碎石性能的影响不同,今后研究应以吸水率和压碎值等作为修正系数控制指标,对其掺量与水泥稳定再生碎石性能模型进行修正。

纤维改性水泥基材料研究进展:水泥稳定基层

为进一步提升路面半刚性基层抗裂性,促进纤维水泥稳定基层材料应用与发展,本文系统梳理了水泥稳定基层用纤维类型及其物化特性,厘定了水泥稳定基层用纤维适宜长度及掺量,对比评价了不同类型纤维水泥稳定基层力学性能和变形特性,并进一步分析了纤维水泥稳定基层增韧抗裂机理。结果表明:聚酯纤维长度及掺量最大,分别集中于15~50 mm、0.06%~0.08%(质量分数);经纤维改性后水泥稳定基层力学性能及变形特性明显改善,其中,聚乙烯醇(PVA)纤维水泥稳定基层28 d无侧限抗压强度提升程度达6%~34%,聚丙烯纤维水泥稳定基层及PVA纤维水泥稳定基层28 d劈裂强度提升程度均值分别为30%、18%;此外,聚丙烯纤维对水泥稳定基层28 d干缩系数改善效果最优,可降低18%~37%,而PVA纤维水泥稳定基层28 d温缩系数降低程度均值为23%,90 d龄期温缩系数降低程度集中于6%~22%,均处于较高水平;分析纤维水泥稳定基层材料增韧原理可知,纤维主要通过桥接作用削弱基层内部应力集中现象,延缓裂缝发展。

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%。

水泥稳定废弃石屑力学性能研究

为了研究废弃石屑作为路基填料或道路底基层集料的可行性,采用不同剂量的水泥对其进行处置,研究了水泥稳定废弃石屑的力学性质及其影响因素,并建立无侧限抗压强度、初始切线模量和加州承载比之间的相关性。结果表明:随着水泥剂量的增加,水泥稳定废弃石屑的力学性质线性增大,当水泥剂量为8%时,水泥稳定废弃石屑的抗压强度达到公路工程底基层强度要求;随着养生龄期的延长,水泥稳定废弃石屑的抗压强度先快速增长后趋于平缓;水泥稳定废弃石屑无侧限抗压强度与初始切线模量和CBR均呈现良好的线性相关关系,这些关系可用于道路基层或地基的设计与施工。

水泥稳定碎石施工技术在公路施工中的应用

水泥碎石稳定施工技术是当前公路工程路基施工中的常见方法,该项技术具备稳定性强、抗冻性及整体性高以及刚度较好的优势,在实际施工的过程中,能够显著提升公路工程的稳定性以及使用寿命。在工程开展的过程中,需要严格进行原材料控制,重点把控摊铺、碾压、养护等环节。并且结合工程实际情况进行细节上的调控,合理选择机械设备,落实工程全过程管理,能够为公路工程的稳定性提升提供根本保障,也可以最大化水泥稳定碎石技术的应用价值。

掺粉煤灰和高聚物纤维的水泥稳定再生基层料性能试验研究

为了有效评价掺入粉煤灰和高聚物纤维的水泥稳定再生基层材料的性能,通过制作水泥稳定再生料、掺粉煤灰的水泥稳定再生料以及掺粉煤灰和高聚物纤维的水泥稳定再生料试件,开展抗压强度、收缩性能、破坏应变以及抗裂性能试验研究。结果表明:纤维的加入可以提高再生料的早期强度、显著改善变形能力并提高其破坏应变,但纤维存在最佳用量;粉煤灰的加入可以降低再生料的收缩系数;复合使用粉煤灰和高聚物纤维可以将混合料抗收缩开裂系数提高60%以上。

冻融循环作用下水泥稳定石墨尾矿强度研究

为研究东北地区石墨尾矿应用于路基填料较普遍的抗冻性问题,文章采用水泥稳定石墨尾矿,在击实试验的基础上,通过冻融循环试验和无侧限抗压试验,探究冻融循环过程中石墨尾矿的质量变化规律、水泥掺量和冻融循环次数对石墨尾矿强度的影响,以及水泥掺量的最佳配比。结果表明:水泥掺量≥6%时水泥稳定石墨尾矿的强度满足国家相关规范要求。试验结果可为东北地区石墨尾矿的回收再利用提供有价值的参考。

平衡型骨架密实结构水泥稳定碎石混合料路用性能研究

不同级配构成对水泥稳定碎石混合料的路用性能有着显著影响。基于工程经验,提出了平衡型骨架密实结构的设计思路,并针对骨架密实级配、悬浮密实级配、平衡骨架密实级配结构进行了水泥稳定碎石混合料配合比优化设计,并进行了路用性能评估。研究结果表明,平衡型骨架密实结构水泥稳定碎石混合料能够有效解决骨架密实级配施工变异性大的问题,避免悬浮密实级配开裂,路用性能表现优异。

橡胶-水泥稳定碎石界面改性对其力学性能的影响研究

为改善我国典型半刚性基层材料的韧性,文章提出以橡胶颗粒等体积等粒径替换集料,并通过采用Na_(2)SiO_(3)、硅烷偶联剂KH560、NaOH和NaOH-Urea复合改性剂增强橡胶-水泥界面性能的方法,研发了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。通过选用2.36~4.75mm粒径的橡胶颗粒,制备了不同改性方法处理的橡胶-水泥稳定碎石材料,并开展强度、模量与疲劳试验,揭示了界面改性对橡胶-水泥稳定碎石力学性能的影响。研究结果表明:与普通橡胶一水泥稳定碎石相比,使用NaOH-Urea复合改性与KH540改性的橡胶颗粒与水泥的界面性能最佳,以其制备的橡胶-水泥稳定碎石在抗压强度、弯拉回弹模量、弯拉极限破坏应变及疲劳寿命等方面均得到显著提高。

水泥稳定碎石基层施工技术在道路工程施工中的应用

本文研究了水泥稳定碎石基层施工技术在道路工程中的应用。通过分析摊铺施工、混合料碾压施工以及接缝及缺陷处理技术等,总结了施工过程中的关键要点。水泥稳定碎石基层在道路工程中扮演重要角色,具有稳定性和耐久性。摊铺施工要合理规划车辆停放位置,控制铺面比例,保证铺面质量;混合料碾压施工需选择合适时机,分阶段进行压实,确保稳定性;接缝处理和缺陷修复要求精确的技术操作。本文提供了指导,以提升基层施工质量,保障道路工程的可靠性和持久性。

水泥稳定钢渣碎石混合料性能研究

为确定钢渣替代部分石料应用于道路水稳基层的可行性,采用无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、体积膨胀性和干缩试验等室内试验对水泥稳定钢渣碎石混合料的力学性能、稳定性能和干缩性能进行综合评定。结果表明:水泥稳定钢渣碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量与对照组(不加钢渣)相比均有不同程度的提高;加入钢渣后水泥稳定碎石混合料的干缩系数变小,可减缓水泥稳定钢渣碎石基层的收缩变形;水泥稳定碎石钢渣混合料的浸水膨胀率满足规范要求。该研究成果对提升废弃钢渣在道路工程中的循环利用具有重要价值。