水泥稳定再生骨料路面基层力学性能及疲劳特性研究

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近年来,我国面临着废弃混凝土不断增多而路面基层骨料严重缺乏的问题。因此,研究再生骨料应用于路面基层有着实践意义。本文通过路面基层的基本力学性能及疲劳特性等试验,研究再生骨料对基层材料一些路用性能的影响。基于本文的试验结果及研究范围,将主要结论概括如下:(1)在级配上,单独一档骨料都不能满足连续级配要求。在其他性能上,除了针片状颗粒含量外,天然骨料的性能都要优于再生骨料,而再生骨料的物理力学性能,除了吸水率超出规范值进而对基层材料的强度不利外,其它物理力学性能都能达到规范的要求。(2)通过击实试验,得出水泥掺量、再生骨料掺量对最大干密度和最佳含水量的影响关系。根据各配合比混合料的7d无侧限抗压试验结果并与规范对比,表明废旧混凝土再生骨料用作水泥稳定类路面基层,在材料设计上是可行的。(3)混合料的强度和刚度都随着水泥掺量的增大而增大,且在水泥掺量较小时,掺有再生骨料的混合料早期(7d)抗压和抗拉强度会略微比未掺再生骨料的混合料高。混合料的强度和刚度都随着龄期的增大而增大,且前期增长快,后期增长缓慢,随着龄期的增长,水泥稳定碎石混合料与水泥稳定再生骨料混合料之间抗压回弹模量的差距也随之增大,而劈裂回弹模量则相反。100%使用再生骨料的水泥稳定再生骨料混合料的力学性能与水泥稳定碎石混合料相差不大。通过强度试验与回弹模量试验研究,总结出水泥稳定类基层材料的强度和刚度之间存在良好的线性相关关系。通过对龄期与各力学性能之间的拟合曲线研究,发现幂指数拟合的效果更好,通过混合料早期力学性能数据建立幂指数模型,可以为今后工程施工质量的控制提供一定的参考。(4)基层混合料疲劳试验数据都服从威布尔函数分布,且未掺再生骨料的水泥稳定碎石混合料疲劳性能优于掺有再生骨料的混合料,掺有再生骨料的混合料疲劳性能随着再生骨料掺量的增加,大体上呈现增长的趋势,且掺有再生骨料的水泥稳定再生骨料混合料疲劳性能与未掺再生骨料的混合料相差不大。此外,与国内外一些相关水泥稳定碎石基层材料疲劳试验研究结果相比较,掺有再生骨料的水泥稳定再生骨料混合料的b值(疲劳方程斜率)基本上在他们对水泥稳定碎石的研究结果之间或者更大,这说明掺有再生骨料的混合料可以作为路面基层材料应用于路面基层施工中。
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