再生混凝土集料對水泥穩(wěn)定碎石性能的影響及工程應(yīng)用

通過室內(nèi)試驗對3種不同粗集料含量水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度、模量、收縮性能以及抗沖刷性能進(jìn)行了測試。試驗結(jié)構(gòu)表明:在水泥用量、養(yǎng)生條件相同時,粗、細(xì)集料含量適中的水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強(qiáng)度、抗壓回彈模量略大于粗集料含量較少而細(xì)集料含量較多的水泥穩(wěn)定碎石;粗集料含量較少而細(xì)集料含量較多時水泥穩(wěn)定碎石的劈裂強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗折回彈模量最大,粗集料含量多而細(xì)集料含量少的水泥穩(wěn)定碎石的各種強(qiáng)度、模量最小;粗集料含量較少而細(xì)集料含量較多的水泥穩(wěn)定碎石平均溫縮系數(shù)、平均干縮系數(shù)和沖刷量最大,粗、細(xì)集料含量適中的水泥穩(wěn)定碎石次之,粗集料含量較多而細(xì)集料含量較少的水泥穩(wěn)定碎石最小。

主要從抗壓強(qiáng)度、干縮性能和水穩(wěn)性3個方面進(jìn)行探討,分析了不同細(xì)集料和細(xì)集料含量對水泥穩(wěn)定碎石基層路用性能的影響。

為了揭示粗集料對水泥穩(wěn)定碎石骨架結(jié)構(gòu)形成的影響規(guī)律,從粗集料顆粒形狀和相對用量兩方面考慮,借鑒粒子干涉理論和逐級填充理論,通過不同的試驗方案進(jìn)行分析.試驗結(jié)果表明,粗集料顆粒形狀對混合料的骨架結(jié)構(gòu)具有較大的影響;不同粗集料的組合經(jīng)振動后,各組混合料空隙率都會出現(xiàn)一個最小值,利用合理的填充比例,混合料可以形成密實的結(jié)構(gòu).

研究了懸浮密實型、骨架密實型以及懸浮骨架密實型水泥穩(wěn)定碎石的施工性能、力學(xué)性能以及干縮抗裂性能,探討了級配變化對水泥穩(wěn)定碎石綜合性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,懸浮密實型級配具有較好的工作性能,骨架密實型級配具有較好的力學(xué)性能,懸浮骨架密實型級配則具有更好的綜合性能,尤其是優(yōu)良的抗裂性能。

為了研究碎石性質(zhì)對水泥穩(wěn)定碎石基層抗凍性能的影響,選用兩種不同物理力學(xué)性能的碎石材料進(jìn)行了無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和28d凍融循環(huán)試驗,分析了碎石性質(zhì)對水泥穩(wěn)定碎石混合料力學(xué)和抗凍性能的影響,對比分析得知碎石壓碎值大、吸水率大的水泥穩(wěn)定碎石無側(cè)限抗壓強(qiáng)度低,凍融循環(huán)后的凍融殘留抗壓強(qiáng)度比(bdr)也小,抗凍性能差。研究結(jié)果對指導(dǎo)水泥穩(wěn)定碎石基層路面設(shè)計和施工有重要意義。

對摻加膨脹劑、聚丙烯纖維的水泥穩(wěn)定碎石和不摻加任何添加劑的水泥穩(wěn)定碎石三種類型材料進(jìn)行了干縮性能的試驗,通過對試驗結(jié)果的比較分析及對摻加膨脹劑與摻加聚丙烯纖維改善水泥穩(wěn)定碎石干縮開裂性能不同作用機(jī)理的研究,得到如下研究結(jié)果:摻加膨脹劑比摻加聚丙烯纖維對水泥穩(wěn)定碎石干縮抗裂性能的改善效果更好,且累計失水率值對膨脹劑水泥穩(wěn)定碎石干縮抗裂性能的改善影響很大.

水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度較高,在公路工程建設(shè)中容易出現(xiàn)裂縫,進(jìn)一步造成路面的開裂,這不僅影響車輛的正常通行,同時也會給施工企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。以水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度的影響因素為研究課題,進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度較高,在公路工程建設(shè)中容易出現(xiàn)裂縫,進(jìn)一步造成路面的開裂,這不僅影響車輛的正常通行,同時也會給施工企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。以水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度的影響因素為研究課題,進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

標(biāo)段：開盤時間：停盤時間： 材料名稱規(guī)格檢測情況設(shè)計配比施工配比篩孔合成級配規(guī)范級配 碎石10-30mm1231.5 碎石10-20mm4026.5 碎石5-10mm1419 石屑0-5mm349.5 粉煤灰44.75 水泥4.52.36 水泥劑量檢測0.6 含水量檢測0.075 說明： （應(yīng)注明檢測時 間及檢測意見、 拌合數(shù)量等予以 說明） 試驗員：拌合站負(fù)責(zé)人：試驗監(jiān)理：現(xiàn)場監(jiān)理： 標(biāo)段：開盤時間：停盤時間： 材料名稱規(guī)格檢測情況設(shè)計配比施工配比篩孔合成級配規(guī)范級配 碎石10-30mm31.5 碎石10-20mm26.5 碎石5-10mm19 石屑0-5mm9.5 粉煤灰4.75 水泥2.36 水泥劑量檢測0.6 含水量檢測0.075 說明： （應(yīng)注明檢測時 間及檢測意

3 2012.3.20 1 488.6 455.2 56.5 33.4 398.7 8.4 2.22 2.20 2.18 2.16 2.14 2.12 2.10 2.08 2.06 2.04 2.01 2.00 干 密 度 試驗：計算：復(fù)核：審核： 擊 實 曲 線 干 密 度 含 水 量 水泥劑量為4% 0246810 含水量w% 附注:1、本次試驗根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)jtg051——2009進(jìn)行試驗。2、采用重型擊實分 三層，每層擊98次。3、試驗結(jié)果最大干密度為2.124g/cm3,最佳含水量為 5.0% 顆粒含量大干容

通過水泥穩(wěn)定碎石基層摻加減水劑的試驗,研究減水劑對水泥穩(wěn)定碎石性能的影響,特別是收縮性能。試驗結(jié)果表明,適量的減水劑能降低基層材料的收縮量;不同類型的減水劑對收縮性能影響差異性不大。

水泥穩(wěn)定碎石（csm）是目前道路工程中應(yīng)用最為廣泛的半剛性基層材料,鑒于原材料的品質(zhì)對csm路用性能影響較大,針對含泥量這一碎石集料主要指標(biāo),采用室內(nèi)物理試驗配制不同含泥量的csm試件,模擬工程中集料中泥土存在狀態(tài),通過測試材料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo),分析含泥量影響csm各力學(xué)性能的基本規(guī)律及作用機(jī)理。研究結(jié)果表明：隨著含泥量逐漸增加,csm材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、彈性模量均呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢,峰值對應(yīng)含泥量為0.74%;適當(dāng)?shù)暮嗔靠梢宰鳛榧?xì)集料起到填充粗集料空隙作用,提高了csm密實性,從而提高其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、彈性模量;但含泥量過多勢必減小了粗集料的含量,從而引起集料級配由骨架密實型向懸浮密實型狀態(tài)轉(zhuǎn)變,并且粗集料表面覆蓋過多的泥層影響水泥水化膠結(jié)物與碎石的膠結(jié)效果,使得csm材料的抗壓能力減弱。研究成果為公路工程csm施工質(zhì)量控制提供參考。

對粉煤灰的水泥穩(wěn)定碎石力學(xué)性能進(jìn)行研究,提出粉煤灰最佳摻量,并對該外加劑的使用給出了理論上的驗證。

介紹了引氣劑品種的選擇,通過室內(nèi)試驗研究了摻加引氣劑的水泥穩(wěn)定碎石力學(xué)性能,同時對不同水泥用量、不同引氣劑用量條件下水泥穩(wěn)定碎石的力學(xué)性能進(jìn)行了對比分析,從而促進(jìn)引氣劑在水泥穩(wěn)定碎石中的應(yīng)用。

在水泥用量固定的情況下,研究了水泥穩(wěn)定碎石級配在級配上線、級配中線和級配下線變化時最佳含水量、最大干密度和強(qiáng)度的變化規(guī)律.結(jié)果表明,級配的變化對最佳含水量和最大干密度的影響較小;級配變化對強(qiáng)度的影響較大,級配中線時7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度最大;7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度從大到小的依次順序為級配中線、級配下線、級配上線,并且從級配中線到級配上線強(qiáng)度的變化量遠(yuǎn)大于從級配中線到級配下線的變化量.

為了揭示細(xì)集料0.075mm通過率對水泥穩(wěn)定碎石物理力學(xué)性質(zhì)影響規(guī)律,基于振動試驗方法成型圓柱體試件研究了礦粉摻量對水泥穩(wěn)定碎石物理力學(xué)性質(zhì)影響規(guī)律,并分析了礦粉對水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度增強(qiáng)的機(jī)理。結(jié)果表明:水泥穩(wěn)定碎石最大干密度與礦粉摻量呈拋物線變化規(guī)律,證明礦粉具有微填充效應(yīng),礦粉摻量4.0%～5.0%時,可使水泥穩(wěn)定碎石達(dá)到最大干密度;水泥穩(wěn)定碎石極限抗壓強(qiáng)度與礦粉摻量呈類似拋物線變化規(guī)律,證明礦粉具有增強(qiáng)作用,礦粉摻量4.0%時可使水泥穩(wěn)定碎石極限抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值;水泥穩(wěn)定碎石極限劈裂強(qiáng)度隨礦粉摻量增加而急劇增大,當(dāng)?shù)V粉摻量超過4.0%,水泥穩(wěn)定碎石極限劈裂強(qiáng)度基本不再隨礦粉摻量增大而變化;水泥穩(wěn)定碎石提漿量隨礦粉摻量增加而呈非線性增長規(guī)律,提漿量增大造成基層表面鏡面現(xiàn)象,不利于結(jié)構(gòu)層層間結(jié)合,這對工程是不利的。因此,從這個角度出發(fā),礦粉摻量不宜過大。結(jié)合礦粉在水泥穩(wěn)定碎石中作用機(jī)理,以及礦粉對最大干密度、提漿量和力學(xué)強(qiáng)度的影響規(guī)律,建議細(xì)集料通過0.075mm篩孔質(zhì)量百分率控制在3%～5%。

通過分析水泥穩(wěn)定碎石基層收縮規(guī)律和抗裂性機(jī)理,并進(jìn)行了一系列的室內(nèi)試驗,結(jié)果表明膨脹劑對水泥穩(wěn)定碎石基層的抗裂性能有很大影響,能有效抑制水泥穩(wěn)定碎石的早期干縮裂縫,同時對溫縮裂縫有一定的改善,整體抗裂性能大大提高。

為了研究振動對水泥穩(wěn)定碎石攪拌過程及其性能的影響規(guī)律,通過對不同攪拌方式攪拌功率曲線的測試,結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石在攪拌過程中不同階段的流變狀態(tài),分析振動對水泥穩(wěn)定碎石攪拌過程的影響。在此基礎(chǔ)上采用不同水泥摻量的c-b-1型和c-b-3型水泥穩(wěn)定碎石混合料,開展振動攪拌與常規(guī)攪拌的對比試驗,分析振動對水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度、微觀結(jié)構(gòu)、干縮性能的影響。結(jié)果表明:水泥穩(wěn)定碎石攪拌過程可根據(jù)攪拌功率變化趨勢的拐點分為干拌階段、彌散階段、裹覆階段和均勻階段,混合料逐漸從彈性體轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄋ苄缘酿?彈性體；振動能量能減小混合料各組分間的內(nèi)摩擦力,攪拌功率比常規(guī)攪拌方式低9.1%～15.2%,振動加快了各組分彌散階段的攪拌過程,濕拌時間縮短了37.5%；與常規(guī)攪拌相比振動攪拌改善了水泥穩(wěn)定碎石混合填充料的均勻性,微觀結(jié)構(gòu)均勻且致密,有更多的c-s-h凝膠使其抗壓強(qiáng)度更高且強(qiáng)度變異系數(shù)更小；同強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)時不同攪拌方式混合料水泥用量呈線性正相關(guān),水泥節(jié)約量與水泥用量呈線性正相關(guān),水泥節(jié)約率與水泥用量成反比例函數(shù)關(guān)系；振動攪拌混合料節(jié)約的水泥量隨水泥用量的增加而增多；振動攪拌水泥摻量為5%的c-b-1型混合料時其平均最大干縮應(yīng)變量要比常規(guī)攪拌的少20.4%,平均干縮系數(shù)少18.7%,且干縮系數(shù)變異性更小。

水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)沒有廣泛推廣的 原因： 建設(shè)方面的因素 水泥穩(wěn)定碎石在技術(shù)層沒有一個標(biāo)準(zhǔn)，對待不同段的公路以及 原始公路材料的不同水泥穩(wěn)定碎石冷再生的配比將不會一樣。 水泥穩(wěn)定碎石的冷再生技術(shù)沒有一個國家級別的規(guī)范。相對于 瀝青碎石的冷再生技術(shù)的成熟性不是太足。 水泥穩(wěn)定碎石的冷再生技術(shù)的多用于舊路的翻修改建，對于二 級公路提高成一級公路一般不會采用這種技術(shù)，因為原來的公 路路基的要求和重建公路的路基要求不一樣。 如果采用水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)進(jìn)行重建，1.施工方往往 需要大量的實驗，對待公路段不同的區(qū)域因為含水率的不一樣， 如果采用水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)進(jìn)行施工，需要分不同路段 的研究分析，施工方會避免不必要的麻煩。2.因為施工方對 待技術(shù)的保守還有就是此項技術(shù)沒有一個國家級的規(guī)范，建設(shè) 方為了避免不必要的責(zé)任，往往會采取較為保守的技術(shù)方案。 3.有的時候建設(shè)方不具

水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)沒有廣泛推廣的 原因： 建設(shè)方面的因素 水泥穩(wěn)定碎石在技術(shù)層沒有一個標(biāo)準(zhǔn)，對待不同段的公路以及 原始公路材料的不同水泥穩(wěn)定碎石冷再生的配比將不會一樣。 水泥穩(wěn)定碎石的冷再生技術(shù)沒有一個國家級別的規(guī)范。相對于 瀝青碎石的冷再生技術(shù)的成熟性不是太足。 水泥穩(wěn)定碎石的冷再生技術(shù)的多用于舊路的翻修改建，對于二 級公路提高成一級公路一般不會采用這種技術(shù)，因為原來的公 路路基的要求和重建公路的路基要求不一樣。 如果采用水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)進(jìn)行重建，1.施工方往往 需要大量的實驗，對待公路段不同的區(qū)域因為含水率的不一樣， 如果采用水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)進(jìn)行施工，需要分不同路段 的研究分析，施工方會避免不必要的麻煩。2.因為施工方對 待技術(shù)的保守還有就是此項技術(shù)沒有一個國家級的規(guī)范，建設(shè) 方為了避免不必要的責(zé)任，往往會采取較為保守的技術(shù)方案。 3.有的時候建設(shè)方不具

水泥穩(wěn)定碎石具有良好的板體性和抗凍性，且具有早期強(qiáng)度高、強(qiáng)度易控制、較為經(jīng)濟(jì)等特點。本文主要從水穩(wěn)施工要點的角度，探討施工中如何更好的把控質(zhì)量。

水泥穩(wěn)定碎石具有穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、施工簡便快速等優(yōu)點,但是其抗裂性差、耐久性不佳,阻礙了其在各大公路工程中的應(yīng)用。本文搜集了國內(nèi)關(guān)于水泥穩(wěn)定碎石的研究,總結(jié)出提高水泥穩(wěn)定碎石路用性能的辦法,通過加入膨脹劑,增加水泥穩(wěn)定碎石的密實度,減小材料的孔隙率,增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度性能以及耐久性綜述了各研究者關(guān)于膨脹劑對水泥穩(wěn)定碎石的各項性能的影響研究