公路水泥稳定级配碎石基层施工参数的试验分析

水泥稳定级配碎石基层是将一定级配的砂砾集料与水泥和水一起拌和后,在最佳含水量状态下碾压成型,经过养生达到一定强度的路面基层结构,此基层是一种半刚性结构.本文通过具体试验段数据分析,说明水泥稳定级配碎石基层特性及其施工控制要点.     

季冻区多指标水泥稳定碎石性能评价及级配优选

鉴于级配对水泥稳定碎石基层性能的显著影响,以强度、抗冻及抗裂性能为目标导向,针对季冻区水泥稳定碎石基层进行级配设计和优选。在水泥用量为5%时,对4个设计级配分别采用无侧限抗压强度试验、冻融循环试验、干燥收缩试验、温度收缩试验和回弹模量试验,分析级配类型对水泥稳定碎石基层各项使用性能的影响。综合考虑水泥稳定碎石的各性能指标,优选性能最佳的级配。研究结果表明:水泥用量一定时,级配对水泥稳定碎石的强度有较大影响,关键粒径比在一定范围内与水泥稳定碎石长期强度有较好的相关性;骨架结构的抗裂性明显优于悬浮结构;细集料含量多的级配抗裂性和抗冻性能差,回弹模量小;模糊综合评价法可在考虑多指标下对水泥稳定碎石进行级配优选。     

水稳碎石基层取芯临界强度与整体性质量评价时机

为了确定水稳碎石基层合理的整体性质量评价时机,消除养生条件、级配类型和设计强度(水泥剂量)的影响,弥补采用固定龄期法则评价施工质量的局限性,采用振动成型方法成型3种类型级配、3种水泥剂量的大型试件,并采用3种养生路径养生后进行钻芯和劈裂强度试验,建立成熟度与劈裂强度的关系.结果表明:水泥剂量(质量分数)对取出完整芯样的龄期有很大的影响,5.5%水泥剂量的试样,3种级配在7 d龄期均能取出完整的芯样,而水泥剂量为4.5%时,悬浮-密实级配在14 d才能取出完整芯样,当水泥剂量为3.5%时,3种级配类型的水泥稳定碎石均不能在7 d取出完整致密芯样;级配越趋于悬浮-密实,芯样侧壁越不致密,悬浮-密实级配水泥剂量必须达到5.5%以上,才能在7 d龄期取出致密芯样,否则需增加养生龄期;水泥稳定碎石能否取出完整致密芯样与其劈裂强度密切相关,当劈裂强度达到取芯临界劈裂强度时,则能取出完整致密芯样;不同养生路径下的水稳碎石劈裂强度与成熟度曲线有较好的双曲线关系.基于取芯临界劈裂强度及劈裂强度与成熟度的关系曲线,提出了取芯临界成熟度标准.采用取芯临界成熟度科学地确定水泥稳定碎石基层的整体性评价时机是可行的.     

开级配水泥稳定碎石基层路用性能的试验研究

为了解决开级配水泥稳定碎石施工方式的问题,研究了不同试件成型方式对其路用性能的影响,并与常规水泥稳定碎石对比.试验结果表明:振压成型试件强度、刚度性能要大于静压成型试件;细集料含量对物理、力学性能有很大影响,实际使用中要综合考虑;与常规级配相比,开级配水泥稳定碎石抗冻性能高出10%左右,渗透系数则高达百倍.渗水试验结果表明有效空隙率与渗透系数之间有良好的幂指数关系,此试验方法具有推广应用价值.     

掺大量混合材水泥组分优化与性能研究

研究了在混磨工艺下,大掺量混合材水泥中粉煤灰、矿渣的优化比例.固定混合材总量为44%和粉磨时间不变,对不同粉煤灰、矿渣用量的水泥颗粒级配和力学强度进行了测试,同时分析了掺混合材对水泥石孔隙结构和微观形貌的影响.结果表明：矿渣掺量占总混合材料用量的27%～34%时,水泥颗粒级配和力学性能最佳.掺配比例合理的大量混合材使水泥石孔隙结构细化,水泥石中大于100μm的粗孔明显减少或消失,即显著增加了小于0.1μm的细孔含量;同时可使水泥石微观结构均匀致密,大量层片状聚集的氢氧化钙晶体消失.     

水泥稳定碎石路面基层材料水泥剂量范围试验

对指定的片麻岩碎石进行水泥稳定碎石基层材料的试验。采用规范建议的级配加入分别为４％、５％、６％、８％的水泥剂量,制成标准试件经规定的养护后,在不同龄期进行无侧限抗压、回弹模量、干缩变形等试验。并对试验结果进行分析,确定一个比较合理的水泥用量范围。     

低水泥剂量稳定级配碎石基层典型结构分析

目的找寻适应不同交通等级的合理的低水泥剂量基层沥青路面结构．方法拟定低水泥剂量级配碎石基层沥青路面结构,利用有限元软件计算以低水泥剂量稳定级配碎石取代半刚性基层后对弯沉、沥青层底拉应力等设计指标的影响,并结合交通荷载分析各结构层厚度组合合理性．结果轻交通等级下,推荐使用5cm普通沥青混凝土面层＋22cm水泥质量分数为3％的低水泥剂量稳定级配碎石单基层;中交通等级下,推荐采用上基层厚度大于15cm的水泥质量分数为2．5％的低水泥剂量稳定级配碎石,半刚性下基层厚度至少为20cm结构组合形式;重交通等级下,推荐采用15cm水泥质量分数为2．5％的低水泥剂量稳定级配碎石上基层和15cm＋20cm半刚性双基层结构组合．结论在重、中交通荷载作用下,合理的低水泥剂量级配碎石基层能够在防治反射裂缝同时,较好地满足交通荷栽需求．     

水泥稳定碎石振动与静压成型物理力学指标关系

为了明确振动和击实(静压)成型方法对水泥稳定碎石基层材料的物理、力学性能的影响,明确强度差别产生的原因,采用振动成型仪对水泥稳定碎石进行振动成型,测定物理力学指标,并与击实(静压)成型试件的性能进行比较．试验表明振动成型水稳碎石的最佳含水量和最大干密度与击实成型具有线性关系,振动成型下的最大干密度与击实成型相比平均提高0.04 g/cm³,增加的幅度在1.8％左右;振动成型总体强度比静压成型提高70％,其中60％的强度增加量源在于骨架的嵌挤作用;基于强度等效原则,可节约水泥质量2％～3％; 按级配类型回归曲线的斜率表征级配类型对工艺的适应性,截距表征了级配的在强度方面的优劣．研究表明,振动的成型对于无机结合料集料类基层材料,其优越性不仅仅在于提高密度,更在于其对于级配结构性作用的提高,使材料的级配效应得到充分发挥．     

细集料含量对低掺量水泥稳定级配碎石性能的影响分析

低水泥掺量稳定级配碎石结构层能有效改善路面结构受力特点和基层收缩特性，为研究低水泥掺量稳定级配碎石细集料关键筛孔2.36 mm通过率对其性能的影响，保持粗集料用量相对不变，改变细集料的掺配比例，通过力学性能试验检测分析低水泥掺量稳定级配碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR、抗压回弹模量和干燥收缩情况。结果表明：细集料含量过少会形成骨架空隙结构，降低混合料的力学性能；为保证混合料的密实度，在低水泥掺量稳定级配碎石混合料的级配设计中，2.36 mm筛孔的通过率宜取22%。     

废玻璃改性氯氧镁水泥的研究

介绍了废玻璃改性氯氧镁水泥的方法,利用活性氧化镁、六水氯化镁和玻璃机械拌合形成氯氧镁水泥骨料,玻璃由粗玻璃和细玻璃组成,粒度分布范围在48～1 700μm之间.通过各原料的级配得到的氯氧镁水泥骨料,然后进行耐磨性,抗折,抗压以及对骨料的断面的SEM分析.研究结果表明玻璃级配料能很大程度改善了氯氧镁水泥的耐磨性,并能有效提高氯氧镁水泥的抗折与抗压强度.该方法充分利用了废旧玻璃资源,提高了废旧玻璃的回收利用率,为氯氧镁水泥的制备提供了新思路.     

水泥剂量对半刚性基层沥青路面反射裂缝的影响

目的为了减少半刚性基层沥青路面的反射裂缝，研究半刚性基层混合料的温缩与干缩性能．方法根据室内温缩与干缩试验及试验路段验证，对比分析了采用不同水泥剂量的水泥稳定砂砾混合料的工作性能．结果得到了不同水泥剂量下的温缩与干缩曲线。在试验路段调查数据的基础上，确定了混合料的温缩与干缩的变化规律。提出了水泥剂量对半刚性沥青路面反射裂缝的出现有明显的影响．当水泥剂量为3％时可以有效的减少路面反射裂缝的产生并且能够保证路面的强度．结论水泥剂量对水泥稳定砂砾混合料的温缩与干缩影响明显，随着水泥剂量的增加，混合料的温缩与干缩显著，并且以干缩为主．     

灌注式半刚性路面橡胶粉水泥砂浆物理力学性能试验研究

通过对灌注式半刚性路面橡胶粉水泥砂浆进行物理力学性能试验,研究表明:将不同掺量的橡胶粉代替同体积的砂掺入水泥砂浆所制得的橡胶粉水泥砂浆含气量有所提高,而且具有良好的流动性、较小的干缩率,凝结时间也有所增长;在力学性能方面,抗压强度会随着橡胶粉掺量的增加而降低,而抗折强度则会随着橡胶粉掺量的增加,呈现出先增后减的趋势;在耐磨性能方面,橡胶粉水泥砂浆的耐磨性也是随着橡胶粉掺量的增加,出现先提高后降低的变化趋势;这些都为后续所开展的橡胶粉水泥砂浆最佳配比研究以及灌注式半刚性路面面层复合材料路用性能的研究提供了依据.     

金矿尾砂配料生产特种水泥的研究

研究了金矿尾砂的化学组成，矿物组成颗粒分布，易磨性和热反应特性，并通过实验室试验及工业性生产确证金矿尾砂是一种生产特种水泥的优质原料，对尾砂配料的水泥熟料形成机理进行了探讨。     

水泥净浆结粒水筛检测方法研究

由水筛法得到启示，提出了一套水泥净浆结粒的检测方法。通过研究水泥称量、水化温度、水泥细度、水灰比、石膏掺量和水化时间对结粒量的影响，探讨了该检测方法的可行性，并计算了结粒量的标准偏差。结果表明：该净浆结粒检测方法可靠性高，检测结果具有很好的稳定性和重现性；同时对于不同条件下的变化，能够充分反映水泥净浆结粒的变化规律，是研究净浆结粒的有效方法。     

再生砖骨料混凝土架构模型试验研究

通过试验研究水灰质量比、粒径级配、再生砖骨料和砂体积分数对混凝土抗压强度的影响以及灰砂质量比对水泥石抗压强度的影响,分析骨浆体积比、灰砂质量比、再生砖骨料和砂体积分数对混凝土架构贡献强度的影响. 结果表明,再生砖骨料混凝土的抗压强度随着水灰质量比的减小而增大,当骨料粒径为19~26.5 mm时抗压强度达到最大值;当再生砖骨料体积分数为30%~43.2%时,混凝土抗压强度和再生砖骨料构架贡献强度都随着再生砖骨料体积分数的增大而增大,且都随着砂体积分数的增大而增大;当灰砂质量比为0.33~1.33时,水泥砂浆试件的抗压强度随着灰砂质量比的增大而增大;当再生砖骨料体积分数为40%和43.2%时,灰砂质量比与再生砖骨料架构贡献强度以及骨浆体积比与再生砖骨料架构贡献强度均高度线性相关;再生砖骨料架构贡献强度高于混凝土强度,主要集中在再生砖骨料体积分数为40%~43.2%,特别是再生砖骨料体积分数为43.2%、砂体积分数为18%~26%.     

用水量对胶凝砂砾石抗压强度的影响

胶凝砂砾石材料是一新型筑坝材料,拥有广阔的发展前景。用水量是影响胶凝砂砾石强度的重要因素。通过抗压强度试验分析用水量对胶凝砂砾石抗压强度的影响,得出:最优用水量随胶凝材料掺量的增大而增大,随砂率的增大而增大,最优用水量为85~125 kg/m~3;最优水胶比随胶凝材料用量的增加而减小,随龄期的增加呈减小的趋势,最优水胶比为0.95~1.35。用水量对抗压强度的影响仅次于水泥用量,在施工过程中,应将其作为胶凝砂砾石材料的一项重要参数来控制,以保证胶凝砂砾石材料的性能。     

水泥稳定砂砾半刚性基层材料冰冻耐久性的研究

半刚性基层材料以其优越的路用性能成为我国高速公路基层结构的主要形式,但路面的冰冻强度损失一直是影响其品质的重大问题.针对黑龙江省寒冷的气候特点,通过不同的低温试验方法对水泥稳定砂砾材料特性进行研究,确定合适的水泥用量,保证路基在使用周期内具有足够的耐久性,从而可以提高道路使用质量和延长道路使用寿命.     

水泥固化淤泥质土-砂混合软土的工程特性研究

以井睦高速花岗岩地区的水泥固化淤泥质土-砂混合土为研究对象,通过无侧限抗压强度试验,研究了含砂水泥固化土的工程特性,得出了含砂量和龄期对其强度和变形特性的影响机制.试验结果表明:水泥掺入比一定时,增加含砂量,含砂水泥固化土强度呈峰值点趋势增长,即存在最优含砂量且具有随水泥掺入比增加而增大的内在规律;当水泥掺入比为12%和20%时的最优含砂量分别是30%和40%.水泥固化土的应力应变曲线均存在明显的峰值,属加工软化型;含砂量对其强度和变形特性的作用机制主要是置换作用、团粒化及填充作用、约束作用、减水作用和分散作用,说明采用水泥固化淤泥质土-砂混合软土具有优越性.     

隧道衬砌渗漏水红外特征模拟试验及图像处理

为探究地下电缆混凝土隧道渗漏水红外辐射特征,采用定制的带有点状、线状、空鼓状缺陷的水泥试块进行模拟电缆隧道衬砌渗漏水的正交试验,通过改变缺陷形式、缺陷尺寸以及渗漏水流量等研究在不同影响因素下水泥试块渗漏处的红外辐射规律. 经过后期的图像处理和面积提取,得到了三种不同缺陷形式下的渗漏红外图像特征及其随流量和缺陷尺寸的变化规律. 试验结果表明:不同渗漏形式的试块在渗漏过程中呈现的渗漏形状特征也有所区别;在其他条件一定的情况下,渗漏区域的面积随渗漏水流量的增大呈一定的线性增大;在线状缺陷的试验工况下,缺陷尺寸的大小对渗漏水的面积影响不大. 研究成果可为实际隧道检测渗漏水快速检测提供依据     

分形在半刚性基层材料抗压强度预估模型中的应用

集料是半刚性基层材料的重要组成部分,集料的级配不同影响其抗压强度。文中以水泥稳定碎石为例,利用分形理论量化集料级配,通过采集样本建立数据库,分别对7d和90d抗压强度进行材料组成因素的关联度分析,在此基础上建立了综合考虑集料级配、水泥剂量、含水量、水泥标号、集料压碎值5个主要材料组成因素的水泥稳定碎石材料抗压强度灰色预测模型,得出考虑材料组成因素定量影响长短龄期下的抗压强度之间的关系。可便于根据材料组成预估基层抗压强度,根据其短龄期性能预估长龄期性能,为路面材料和结构一体化设计提供手段和依据。