摻廢舊瀝青混合料細(xì)顆粒的水泥穩(wěn)定碎石抗裂性能

齡期、級(jí)配類型及溫度是影響水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度的重要因素。文中通過(guò)對(duì)摻有不同摻量廢舊瀝青混合料的水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、干縮及溫縮試驗(yàn),分析了其強(qiáng)度及收縮性能在齡期、溫度、級(jí)配及廢舊瀝青混合料摻量等因素影響下的變化規(guī)律。

分別按無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料和瀝青混合料的2種試驗(yàn)方法測(cè)試不同配比下水泥穩(wěn)定廢舊瀝青混合料強(qiáng)度,分析水泥穩(wěn)定廢舊瀝青混合料強(qiáng)度的影響因素.結(jié)果表明,隨著水泥摻量的增加,水泥穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、間接抗拉強(qiáng)度提高,馬歇爾穩(wěn)定度提高,流值下降,劈裂強(qiáng)度增大.通過(guò)環(huán)境掃描電鏡xl30esem觀測(cè)廢舊瀝青混合料中水泥石與瀝青的界面可知,因部分瀝青膜從集料表面剝落,水泥石與集料的界面黏結(jié)較好,部分水泥水化產(chǎn)物穿透瀝青膜,形成較大的復(fù)合強(qiáng)度,且具有瀝青混合料的變形能力.

為了更好地將廢舊瀝青混合料應(yīng)用于水泥穩(wěn)定基層中,本文對(duì)廢舊瀝青混合料在水泥穩(wěn)定基層中應(yīng)用的工藝、研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。根據(jù)應(yīng)用工序的不同,將廢舊瀝青混合料在水泥穩(wěn)定基層中的應(yīng)用分為直接再生及加工后再生兩種方式的研究進(jìn)展進(jìn)行了分析。

為了合理利用廢棄瀝青混合料以達(dá)到節(jié)約資源、降低工程造價(jià)以及減少對(duì)環(huán)境污染,依托河南省安(陽(yáng))-新(鄉(xiāng))高速公路改擴(kuò)建工程,提出了將廢棄瀝青混合料摻入到水泥穩(wěn)定碎石基層中,使其整體作為一種新型的基層材料,同時(shí)采用較低含量的水泥用量和骨架密實(shí)型級(jí)配.通過(guò)試驗(yàn),分析了摻入的廢棄瀝青混合料對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層材料收縮性能的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明,在滿足基層強(qiáng)度要求的前提下,摻廢棄瀝青混合料有利于改善基層的收縮性能.

根據(jù)水泥穩(wěn)定碎石基層在車輛荷載作用時(shí)的受力狀態(tài),采用不同水泥劑量和級(jí)配的混合料分別在室內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)度和劈裂疲勞試驗(yàn)。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明:中值級(jí)配、水泥劑量?jī)H為2.5%的混合料的7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度已滿足規(guī)范的要求,故可以適當(dāng)降低水泥穩(wěn)定碎石基層的水泥用量標(biāo)準(zhǔn)。劈裂疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明:具有較高水泥劑量的水泥穩(wěn)定碎石混合料的力學(xué)敏感性較低,也就是說(shuō),在相同的結(jié)構(gòu)條件下,其抗超載、超限的能力較好。基于劈裂疲勞試驗(yàn)結(jié)果,采用回歸方法得到具有較高判定系數(shù)的水泥穩(wěn)定碎石混合料疲勞方程,最小判定系數(shù)為0.8483,回歸參數(shù)值均處于波動(dòng)范圍7~28之內(nèi)。

對(duì)摻減縮劑水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)和干縮試驗(yàn)。結(jié)果表明,減縮劑具有減水效應(yīng),摻減縮劑水泥穩(wěn)定碎石90d抗壓強(qiáng)度和劈裂強(qiáng)度增加,但90d劈裂應(yīng)變減小,不利于抗裂性能的提高;摻減縮劑水泥穩(wěn)定碎石干縮應(yīng)變大幅減小;水泥穩(wěn)定碎石摻減縮劑的最佳摻量為2%。

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)的交通事業(yè)的要求也在不斷提升,瀝青路面是我國(guó)的交通主要基礎(chǔ)設(shè)施。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用之后,因交通的荷載和相關(guān)自然因素的影響,導(dǎo)致瀝青路面會(huì)產(chǎn)生一定的病害,此時(shí)進(jìn)行大面積的維修會(huì)造成一定的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,所以分析廢舊瀝青混合料的再生利用十分重要。本研究主要據(jù)此進(jìn)行分析,希望所得結(jié)果能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域提供有價(jià)值的參考。

主要分析了廢舊瀝青混合料的再生利用，分析了利用的具體方法，并論述了應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該如何提升利用的科學(xué)性，希望可以為今后廢舊瀝青混合料的再生利用提供參考。

我國(guó)每年公路廢舊瀝青路面材料廢棄量非?？捎^,為了道路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展,一般對(duì)廢舊瀝青混凝土進(jìn)行路面再生利用,但造價(jià)高、工藝復(fù)雜。如果能將廢舊瀝青混凝土作為道路半剛性水穩(wěn)碎石,則工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉。文中對(duì)廢舊瀝青混凝土進(jìn)行了破碎篩分試驗(yàn)分析和水穩(wěn)碎石集料配比設(shè)計(jì),并對(duì)廢舊瀝青混凝土水穩(wěn)碎石進(jìn)行了9組不同配比的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:大摻量廢舊瀝青混凝土水穩(wěn)碎石在強(qiáng)度上可以滿足高速公路的底基層和其他公路基層、底基層強(qiáng)度要求,可為廢舊瀝青混凝土的循環(huán)利用提供借鑒。

分析了影響水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度和穩(wěn)定性的主要因素,闡述了水泥穩(wěn)定碎石施工工藝流程及施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量的控制方法,并論述了水泥穩(wěn)定碎石基層主要病害產(chǎn)生的原因及防治措施。

文章結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)水泥穩(wěn)定碎石混合料施工存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并提出了解決方法,對(duì)類似工程的施工有參考作用.

廢舊瀝青混合料作為公路基層材料具有很大的潛力,可以有效利用廢舊瀝青混合料,做到廢物利用,減少環(huán)境污染。針對(duì)路面基層的技術(shù)要求,根據(jù)廢舊瀝青混合料的顆粒組成,進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)和各項(xiàng)路用性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,摻廢舊瀝青混合料的水泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的強(qiáng)度、耐久性和抗裂性等路用性能,完全可以替代細(xì)集料在公路基層中應(yīng)用。

廢舊瀝青砼纖維水泥穩(wěn)定碎石的力學(xué)性能試驗(yàn)

該文結(jié)合山東省省道高淄路桓臺(tái)段改建工程,介紹了水泥穩(wěn)定基層的冷再生路面設(shè)計(jì)、施工工藝、質(zhì)量控制及要求,分析了采用再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益,可為我國(guó)冷再生技術(shù)在公路改建中的應(yīng)用提供一定的技術(shù)支持。

針對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)中水泥穩(wěn)定碎石基層材料的開(kāi)裂問(wèn)題,提出在水泥穩(wěn)定碎石材料中摻加聚丙烯纖維來(lái)改善其物理力學(xué)性能,特別是抗裂性能。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究了材料的劈裂強(qiáng)度、彎拉強(qiáng)度及溫縮干縮性能;利用abaqus有限元軟件對(duì)采用摻聚丙烯纖維的水泥穩(wěn)定碎石材料的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了應(yīng)力計(jì)算分析;最終通過(guò)試驗(yàn)路的攤鋪與觀測(cè)驗(yàn)證了摻聚丙烯纖維的水泥穩(wěn)定碎石的抗裂性能,具有一定的理論意義和工程價(jià)值。

水泥穩(wěn)定廢舊瀝青混合料屬于瀝青路面冷再生的范疇。根據(jù)國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況并借鑒國(guó)外已有經(jīng)驗(yàn),同時(shí)結(jié)合室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)研究結(jié)果,對(duì)廢舊瀝青混合料用于路面基層進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究,探討其形成路面基層的可行性和性能以及相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)冷再生施工工藝。

通過(guò)檢測(cè)鋪筑現(xiàn)場(chǎng)不同部位離析混合料的級(jí)配及水泥劑量,根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)在室內(nèi)配制相當(dāng)?shù)碾x析混合料,進(jìn)行試驗(yàn)研究,分析離析對(duì)水泥穩(wěn)定碎石混合料性能的影響.

對(duì)摻橡膠顆粒的水泥穩(wěn)定碎石基層材料的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、抗凍性能等物理力學(xué)性能進(jìn)行研究。試件中采用摻量為細(xì)集料質(zhì)量的0.5%、1%橡膠顆粒,以考察橡膠顆粒摻量和粒徑對(duì)力學(xué)性能的影響。

水泥穩(wěn)定碎石混合料是高速公路建設(shè)中廣泛采用的基層材料,其收縮性能對(duì)基層裂縫控制具有重要意義。采用電阻應(yīng)變片測(cè)量法,對(duì)3種級(jí)配、劑量為2%～5%的水泥穩(wěn)定碎石混合料進(jìn)行干縮和溫縮試驗(yàn),分析試驗(yàn)結(jié)果及收縮產(chǎn)生機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明,干縮應(yīng)變或干縮系數(shù)隨水泥劑量增加而先減小后增大,溫縮應(yīng)變或溫縮系數(shù)隨水泥劑量增加而增大;混合料中粗集料增加,干縮應(yīng)變或干縮系數(shù)略有增加,而溫縮應(yīng)變或溫縮系數(shù)減少;混合料前期失水率較大,干縮應(yīng)變較小,而后期失水率較小,干縮應(yīng)變急劇增大;施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)注意控制水分散失,減少收縮裂縫產(chǎn)生。

為了研究摻玄武巖纖維水泥穩(wěn)定碎石基層收縮開(kāi)裂性能,在室內(nèi)對(duì)不同纖維摻量或不同水泥劑量的水泥穩(wěn)定碎石混合料進(jìn)行了溫縮試驗(yàn),分析了纖維體積摻量和水泥劑量的變化對(duì)溫縮系數(shù)和溫縮抗裂系數(shù)的影響。結(jié)果表明:玄武巖纖維在體積摻量不超過(guò)1‰時(shí),隨著纖維摻量的增加,水泥穩(wěn)定碎石的溫縮抗裂系數(shù)逐漸增大,有效提升混合料溫縮抗裂性能的纖維體積摻量應(yīng)不小于0.6‰;水泥劑量在3%~6%范圍時(shí),隨著水泥劑量的增加,水泥穩(wěn)定碎石的溫縮抗裂系數(shù)先增長(zhǎng)后降低,4%的時(shí)候溫縮抗裂系數(shù)達(dá)到了最大值。

以水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性能研究現(xiàn)狀為基礎(chǔ),著重分析了分析了水泥劑量、集料級(jí)配對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂的影響,并提出了一些提高水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂的施工措施。

為了研究廢舊瀝青砼纖維水泥穩(wěn)定碎石作為道路半剛性基層各配比參數(shù)對(duì)其力學(xué)性能的敏感性,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法安排了16組正交試驗(yàn),分別進(jìn)行了齡期為7、28、60、90d的無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)和室內(nèi)抗壓回彈模量試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:影響無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、拉壓比和抗壓回彈模量的第一控制因素為水泥,隨著齡期的增加,廢舊瀝青對(duì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響在不斷加強(qiáng),最終成為抗壓強(qiáng)度的第二控制因素;對(duì)于劈裂強(qiáng)度,廢舊瀝青砼和纖維同為第二控制因素,粉煤灰為第三控制因素。建議在廢舊瀝青砼纖維水泥穩(wěn)定碎石優(yōu)化設(shè)計(jì)中以廢舊瀝青砼和水泥作為控制要素。