掺加RAP的连续型级配碎石路用性能试验研究

为了研究掺加废旧沥青混合料(RAP)对连续型级配碎石路用性能的影响,分别使用全部是碎石和RAP掺量为15%的材料制备成连续型级配碎石试件,在室温(22℃)条件下,对其进行动态回弹模量、抗剪强度和永久变形的测试试验。结果表明:在连续型级配碎石中掺入RAP后,级配碎石的动态回弹模量减小,动态回弹模量相对减少量随偏压围压比的增大而减小;抗剪强度显著减小,试验中达到应力峰值的时间提前,抗剪性能明显下降;永久变形显著减小,比未掺加RAP时小了48.84%,抵抗变形的性能有较大提升。     

级配碎石动态回弹模量实验研究

通过室内重复加载三轴试验研究3种级配碎石的回弹特性,分析体应力、偏应力、含水量、级配类型对回弹模量的影响。试验结果表明,级配碎石回弹模量随含水量的减小、围压应力的增大而显著增大;随偏应力的增大而缓慢增大或先略有减小再缓慢增大(低应力状况下);级配类型对回弹模量也有一定影响。应用非线性回归方法得到NCHRP 1-28A本构模型参数,将拟合得到的模型参数与物性试验结果相联系,建立基于物性指标的模型参数预估公式。     

含水率和颗粒级配对稍密碎石土抗剪性能及地基承载力的影响

碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注,但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土,通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度,绘制剪应力与水平位移的关系图,通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值,分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明:随着含水率的增大,碎石土粘聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关,含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力,并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比,结果表明:含水率对地基承载力影响较大,且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关,粉质粘土含量越高,承载力影响越大。     

非饱和公路路基填料长期动力特性试验研究EI北大核心CSCD

为研究非饱和路基粗粒填料长期动力特性,对GDS大型三轴试验系统进行非饱和测试模块升级,并选取浙江省某路基采石场碎石填料进行试验研究。掺入质量比3%的高岭土来模拟受细粒污染的路基填料层,基质吸力通过轴平移法进行控制。对凝灰岩碎石混合料在2种循环偏应力幅值和4种初始基质吸力下进行大次数循环加载试验,分析非饱和路基中初始基质吸力对凝灰岩碎石填料轴向累积变形和回弹模量的影响。试验发现,凝灰岩碎石混合料试样在持水试验中存在滞回现象,同一基质吸力试样在干化路径下对应的含水率明显大于湿化路径。在循环荷载作用下,非饱和路基填料的回弹模量随初始基质吸力的增加而增大,且在较小基质吸力(0~30 k Pa)范围时,基质吸力对回弹模量影响较大,而在较大基质吸力(30~90 k Pa)范围时,基质吸力增加对回弹模量影响减弱。非饱和路基填料的累积轴向变形随基质吸力的增加而减小,其减小速率也随基质吸力的增大而降低;轴向累积变形与基质吸力非线性相关,而与含水率线性相关。     

级配碎石材料的动态回弹模量研究综述

回弹模量可以很好的表征无结合料粒料的强度和变形特性。当前无结合料粒料的描述指标主要为静力法测得,传统的静力指标如CBR、抗剪强度、静态回弹模量等已经不能满足工程的实际需要,并制约其推广应用。在论述动态回弹模量的影响因素、回弹模量的试验方法及动态回弹模量模型研究发展的基础上,指出符合实际受力状况的的动态回弹模量可以更好的表征以级配碎石为代表的无结合料粒料基层材料的力学特性。     

非饱和公路路基填料长期动力特性试验研究

为研究非饱和路基粗粒填料长期动力特性,对GDS大型三轴试验系统进行非饱和测试模块升级,并选取浙江省某路基采石场碎石填料进行试验研究。掺入质量比3%的高岭土来模拟受细粒污染的路基填料层,基质吸力通过轴平移法进行控制。对凝灰岩碎石混合料在2种循环偏应力幅值和4种初始基质吸力下进行大次数循环加载试验,分析非饱和路基中初始基质吸力对凝灰岩碎石填料轴向累积变形和回弹模量的影响。试验发现,凝灰岩碎石混合料试样在持水试验中存在滞回现象,同一基质吸力试样在干化路径下对应的含水率明显大于湿化路径。在循环荷载作用下,非饱和路基填料的回弹模量随初始基质吸力的增加而增大,且在较小基质吸力(0~30 k Pa)范围时,基质吸力对回弹模量影响较大,而在较大基质吸力(30~90 k Pa)范围时,基质吸力增加对回弹模量影响减弱。非饱和路基填料的累积轴向变形随基质吸力的增加而减小,其减小速率也随基质吸力的增大而降低;轴向累积变形与基质吸力非线性相关,而与含水率线性相关。     

乳化沥青水泥稳定级配碎石路用性能试验研究

以两种级配、两种乳化沥青掺量的乳化沥青水泥稳定级配碎石与同级配水泥稳定级配碎石进行路用性能对比试验,通过对无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、抗压回弹模量试验、干缩试验、温缩试验及冻融试验的结果分析得出:掺加乳化沥青后,会减少水泥稳定碎石的刚度,有利于延缓裂缝的产生,抗干缩性能明显提高,温缩系数略有增大,但增大幅度很小,影响不大,抗冻性能也有所改善。随之对乳化沥青的改性机理进行了分析,最后通过对以上试验的综合分析,加之以经济性的考虑,选定2#级配且乳化沥青4%掺量为优选级配。     

级配碎石柔性基层在城市道路沥青路面工程中的分析应用研究

级配碎石柔性基层具有较好的排水、应力消散与防止反射裂缝能力,主要缺陷在于易产生较大的塑性变形。笔者结合多年道路管理实践,分析介绍了级配碎石柔性基层受到的最大剪应力的计算分析过程,在级配碎石柔性基层的抗剪强度试验测定的基础上,通过控制沥青面层厚度来保证级配碎石基层不会发生剪切破坏,确保整体质量,并对沥青路面柔性基层施工技术进行了详细阐述。     

含水量对级配碎石基层动态力学性能的影响

采用改进型动三轴仪研究了含水量对级配碎石排水基层动态力学性能的影响,建立了回弹模型以表征级配碎石排水基层在重复荷载作用下的动态力学特性.结果表明:动三轴试验较好地模拟了级配碎石排水基层的实际受力状态;Uzan模型考虑了材料的剪切性能,κ-θ模型更好地反映了级配碎石的非线性材料属性;含水量对回弹模型中级配碎石排水基层回归系数的影响规律不同.进而影响其动态回弹模量,当含水量比最佳含水量稍低时级配碎石排水基层回弹模量较大,其动态回弹模量随含水量增加而逐渐减小;为了提高级配碎石排水基层的密实性,应严格控制施工级配和含水量,小于0.075 mm的粉尘含量宜控制在5%～7%之间.     

级配碎石力学特性试验研究

通过级配碎石的CBR试验、重复动三轴试验,研究了级配指数n值和最大粒径Dmax对级配碎石最大干密度的影响,以及影响连续级配碎石CBR值和回弹模量的因素,结果表明：n值的变化对级配碎石最大干密度的影响程度要大于最大粒径变化的影响;影响连续级配碎石CBR值的因素主要有n值和最大粒径;影响级配碎石回弹模量的因素主要有应力状态、含水量等。     

透水性基床级配碎石填料宏细观压实特性试验研究

透水性级配碎石填料因其良好的渗透性而逐渐用于透(排)水性基床结构层,其压实质量直接影响路面结构工后变形和耐久性等关键服役性能。针对由颗粒堆积理论提出的石砂比(G/S)指标所设计的7种不同的透水性级配,分别开展室内重型击实和新型平板振动压实试验,研究级配、压实方式和能量水平等因素对碎石填料宏观压实特性和颗粒破碎的影响以及平板振动压实的最优激振参数组合,提出并初步验证对同种类型填料级配、压实方法和能量等的改变不敏感的干密度–饱和度归一化压实曲线;进一步采用高精度工业XCT扫描技术,从细观尺度对比研究了最优激振参数组合下不同级配的碎石填料试样内部颗粒运动、空隙分布和连通性特征等。结果表明：石砂比(G/S)指标级配设计方法可有效地区分透水性级配碎石填料不同的颗粒堆积结构类型,存在最优G/S值范围可使压实后的干密度最大、颗粒破碎程度最低和空隙结构最佳;平板振动压实下干密度随激振时间呈现3个不同的阶段,最优激振频率范围为25～27 Hz,且存在有效的激振时间和激振力组合,XCT扫描结果从细观层面分析不同阶段颗粒的运动规律验证宏观压实特性的变化规律,对比不同级配的空隙分布和连通性证实石砂比(G/S)...     

不同级配类型沥青混合料抗剪性能研究

为了评价不同级配类型沥青混合料的抗剪性能,采用单轴贯入法对混合料进行抗剪试验。试验结果表明,级配对混合料的抗剪性能影响显著。对于密级配沥青混合料（AC）,细级配混合料的抗剪性能优于粗级配混合料;随着公称最大粒径的增大,混合料的抗剪强度迅速降低。而对于间断级配沥青混合料（SAC）,其抗剪强度则随公称最大粒径的增大而增加。所以从抗剪角度来说,悬浮密实的AC系列混合料适合采用小粒径,而骨架密实的SAC系列混合料则适合采用大粒径。同时试验结果还显示SBS改性沥青能有效的改善混合料的抗剪性能。据此,可以更加合理的     

等增量循环荷载下砂岩的变形特征试验研究

根据南京秦淮东河新开挖河道高边坡的受力情况,对该工程穿越地段的黄马青组(T_(2h))砂岩进行了应力水平不断提高的等增量单轴反复加载、卸载试验,并对其变形及破坏特性进行了研究。试验结果表明,岩块中不含明显结构面时,岩石可能发生拉裂和剪裂破坏。随着循环次数的增加,卸载后岩石中塑性变形逐渐增大,滞回环包络线在轴向应力较低时呈上凹型曲线。根据塑性变形速率随应力增大后的变化情况,可将岩石变形分为初始变形(空隙压密)、等速变形(微破裂稳定发展)、加速变形(裂隙贯通)后整体破坏三个阶段。岩石的变形模量随循环次数的增大先增大后减小,而阻尼比的变化规律与变形模量相反,但变形模量变化规律的转变较阻尼比滞后。岩块中包含明显的结构面时,变形模量随着循环次数的增大而不断降低,阻尼比的变化规律则较复杂,且循环加载导致岩石强度下降幅度显著,不含明显结构面的岩石强度受循环加载影响降幅较小。     

级配碎石作路面基层材料的动三轴力学性能试验研究

通过级配碎石室内动三轴力学性能试验,分析研究级配碎石的动力特性,获取级配碎石近似的回弹模量值。 级配碎石用于高等级公路、城市道路沥青面层与半刚性基层间的过渡层,可有效防止沥青路面反射裂缝,对合理取用 级配碎石回弹模量具有重要的参考价值。     

粗粒土抗剪强度的缩尺效应规律试验研究

抗剪强度是评价土体稳定性的重要指标,研究缩尺效应对粗粒土抗剪强度的影响,对高土石坝工程土体强度估算有重要的理论意义和应用价值。根据前人的研究,颗粒最大粒径d_max和级配结构两部分变化是导致缩尺后试样存在缩尺效应的主要原因,其中级配结构可由级配面积S作为特征参数表示。通过改变试样的d_max和S,设计了24组不同级配试样,利用大型直剪仪对各组试样进行直剪试验,从而定量研究颗粒最大粒径和级配结构对粗粒土抗剪强度的影响规律。研究结果表明：粗粒土的抗剪强度指标黏聚力c和内摩擦角φ均表现出随着d_max增大而增大的规律,且c和φ均与d_max呈对数函数关系;黏聚力c和内摩擦角φ随着S的减小而增大,到达某一特定值后呈略微减小的趋势,并根据相应试验数据分别建立c和φ与S的关系式。最后,基于试验结果建立了考虑缩尺效应的粗粒土抗剪强度的预测模型,并用相关文献试验数据验证了该模型对不同类型粗粒土的适用性。     

饱和南京细砂初始液化后特大流动变形特性试验研究

针对地震中倾斜场地砂土液化流动大变形特征与机理,以具有明显片状颗粒结构特征的南京细砂为研究对象,采用了英国GDS公司的动态空心圆柱扭剪仪,开展了饱和南京细砂液化后特大流动变形特性的循环扭剪试验研究,主要分析了橡皮膜效应、有效围压、循环加载幅值和初始静剪应力等因素对南京细砂液化流动大变形特性的影响规律及其机理。试验结果表明:在其它条件不变时,随着有效围压增加,饱和南京细砂抗液化强度和抗单向液化流动累积变形强度都有所增加。当保持围压不变时,饱和南京细砂抗单向液化流动累积变形的强度有增加的趋势。随着初始静剪应力比的变大,南京细砂的抗液化和抗单向累积变形强度特征可以分为三个不同阶段。在无初始静剪应力条件下饱和南京细砂液化后仍以循环液化流动变形为主和单向流动累积变形为辅。但是,随着初始静剪应力比的增大,饱和南京细砂抗液化强度和抗单向液化流动累积变形强度明显降低,即主要发生单向液化流动累积变形破坏。当初始静剪应力比接近或超过循环动剪应力比时,饱和南京细砂的抗液化和抗单向流动累积变形的强度又明显增大,但仍以液化单向流动累积破坏为主。当初始静剪应力比继续增大到一定程度时,饱和南京细砂已经很难液化,其抵抗单向累积变形的强度也明显降低,主要原因应为此时试样发生的是塑性累积大变形破坏。同时,试验结果表明饱和南京细砂的液化后流动大变形特性也明显区别于含圆形颗粒为主的日本丰浦砂。     

粗粒土回弹特性试验研究

对2种粗粒土4种级配料进行了卸载–再加载的三轴固结排水剪试验,比较分析其强度变形特性与单调加载三轴试验条件下特性的差异。重点研究不同试验粗粒料的回弹模量取值规律,分析了回弹模量与初始模量、围压和应力水平等之间的关系。结果表明,围压对回弹模量影响较大而应力水平的影响相对较小;粗粒土的回弹模量约为初始模量的2.5～5.0倍,比目前对黏土等认识的1.5～3.0倍明显大。试验结果为邓肯–张模型等非线性弹性模型甚至弹塑性模型的回弹模量的合理取值提供了重要试验依据。     

粗骨料级配对透水混凝土性能的影响

采用4种不同级配粗骨料配制透水混凝土,通过测定透水混凝土的表观密度、孔隙率,透水系数,以及硬化混凝土的强度、收缩和抗冻性等性能。系统研究了粗骨料级配对于透水混凝土宏观和力学性能的影响规律。试验结果表明:连续级配粗骨料配制的透水混凝土较单一级配的表观密度要大,力学性能,抗冻性和收缩性等都有明显提升,而透水性相对减弱。同等条件下,对单一级配配制的透水混凝土,随着粒径的增大,强度减小而透水性增强。拟合出了不同粗骨料级配透水混凝土的强度以及干缩系数与龄期的关系式,对工程有一定的指导意义。     

水泥掺量和颗粒级配对碎石基床冻融特性影响的试验研究

基于水泥稳定碎石在寒区高速铁路路基基床中应用的工程背景,借鉴公路行业水泥稳定碎石工程性能评估方法并结合寒区高速铁路路基基床的特点,通过一系列室内试验,深入研究和分析了水泥掺量、颗粒级配对碎石基床压实效果、冻胀性能、渗透性能、冻融耐久性能和温干缩指标的影响规律。研究结果表明:试验配比条件下,水泥稳定碎石基床各项压实指标均满足或超过高铁路基基床压实标准。较大粒径土颗粒的缺失,削弱了水泥稳定碎石试样的冻胀敏感性,提高了渗透性,降低了强度和水稳定性;水泥的掺加有效地弥补了粒径缺失导致的强度降低现象,但却增大了温缩、干缩变形;抗压强度随冻融次数的增加呈现整体衰减的趋势,并在经历10次冻融后趋于稳定。工程实践中,建议选用细粒土含量3%、水泥掺量3%的级配碎石作为非渗水性基床填料,去除0.5 mm以下颗粒、水泥掺量3%的级配碎石作为渗水性基床填料。     

三峡库区碎石土抗剪强度指标的试验研究

以现场取得的碎石土为原料,通过筛分试验,确定其平均级配,以平均级配为基础,利用代替法设计试验级配。在试样含水量的确定上,抛弃了传统含水量的确定方法,结合碎石土的特点,以碎石土中细粒的多少来确定试样的含水量。在制样上抛弃了以往用控制干密度制样的方法,改用相同竖向压力下制样的新方法。对库区不同碎石含量、不同含水量的碎石土剪切强度进行了试验研究。根据抗剪强度与细粒含水量及碎石含量的变化关系,以细粒的液性指数和碎石含量为指标,提出了碎石土抗剪强度的实用计算公式。