水泥稳定碎石铣刨料强化处理与应用研究

发布时间：2020-04-13 02:40

【摘要】：近年来,我国的公路基础设施建设已由以新路建设为主逐渐转为新路建设与旧路养护大中修并重。每年大量的道路需要大修或改修,将产生大量的水泥稳定碎石铣刨料。对于铣刨料的处理一般包括直接废弃或用作路基填料,亦或用于低等级道路的底基层或基层。无论是废弃还是用作填料的处理方式均使得铣刨料的价值利用率偏低,而将未经处理的铣刨料直接用于低等级道路底基层或基层,又存在材料变异性大、质量难控制、路面结构安全隐患多和长期性能难以保障等问题。因此,如何充分利用铣刨料以及保障其制备的基层材料使用性能良好成为铣刨料回收利用的关键点。本文对水泥稳定碎石铣刨料的密度、压碎值、吸水率、针片状含量等基本性能指标进行测定,通过SEM电镜扫描和EDS分析,得到铣刨料与天然集料之间的主要区别为铣刨料表面包裹着一层松散的水泥浆。强化试验包括物理强化与化学强化。物理强化为机械研磨,通过对研磨体数量与研磨转次进行平行试验设计,得到铣刨料性能指标随研磨功的变化关系。化学强化主要包括酸处理、硅烷偶联剂、水玻璃处理,通过正交试验,得到酸溶液浓度、浸泡时间与酸的种类对铣刨料强化效果的影响;通过控制溶液浓度,得到硅烷偶联剂与水玻璃处理铣刨料时的最佳溶液浓度。试验结果表明,机械研磨中,铣刨料压碎值与吸水率随研磨功的增加呈现出先减小后增大的趋势,存在最佳研磨功W_(opt);酸处理试验中,酸的浓度对酸处理效果影响最大,其次为酸的种类,浸泡时间的影响较小,最佳的处理条件为0.3mol/L浓度的盐酸(强酸)浸泡12h;铣刨料吸水率与压碎值随硅烷偶联剂溶液浓度的增加呈现出先减小后趋于平稳的变化趋势,硅烷偶联剂的浓度为2%时,处理效果较佳;铣刨料吸水率与压碎值随水玻璃溶液浓度的增加而减小,水玻璃浓度为40%时,水玻璃处理效果较佳。对比四种强化方法,可以得到机械研磨对铣刨料性能改善效果较佳,当强化处理参数为8钢球、200转时,铣刨料的压碎值由32.7%减少至24.2%,吸水率由5.04%减少至1.12%。本文采用强化处理参数为8钢球、200转的机械研磨处理铣刨料,处理后的铣刨料作为再生集料,用于水泥稳定再生集料性能试验研究。试验水泥剂量采用4%、5%、6%,再生集料掺量分别取0%、20%、40%、60%、80%、100%,进行平行试验设计,研究分析水泥稳定再生集料的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩系数等性能指标与水泥剂量、再生集料掺量之间的关系。结果表明水泥稳定再生集料的强度、抗裂等性能随着水泥剂量的增加而提高,随着再生集料掺量的增加而降低。当水泥剂量为6%,集料均采用再生集料时,混合料7d无侧限抗压强度仍满足高速公路和一级公路中、轻交通荷载下基层和二级及以下公路重交通荷载下基层的强度要求。
【图文】：

技术路线图,铣刨,强化方法,再生集料

理工大学硕士学位论文第一章绪论（1）铣刨料性能分析与铣刨料强化方法比选研究研究铣刨料的基本性能指标，包括吸水率、表观密度、压碎值、针片状颗粒含量，进行强化方法比选。（2）铣刨料强化机理分析与强化效果评价对不同强化方法进行强化机理分析，通过技术、综合指标对铣刨料强化进行评价（3）水泥稳定再生集料的路用性能研究通过研究水泥稳定再生集料的无侧限抗压强度、抗压回弹模量、冻融循环、抗冲性能等指标，揭示再生集料重新应用到水泥稳定基层的路用性能。通过对道路工程中铣刨料的使用情况进行调研，发现其在工程应用中存在的问，结合文献资料和现有的试验研究方法，提出研究内容，设计试验方案。见图 1术路线图。

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大学硕士学位论文第二章试验第二章试验材料性质文主要的试验材料包括水泥稳定碎石铣刨料、水泥、盐酸、磷酸、乙酸及水玻璃，通过对铣刨料的外观特征观察，物理力学性能指标测定及微刨料与天然集料的主要区别；而通过对水泥各项技术指标的测定，，得到集料试验时，水泥技术指标是否满足试验要求；通过对盐酸、磷酸、乙剂及水玻璃各项技术指标描述，揭示强化试验所涉及的化学剂的技术参铣刨料验所用的铣刨料为维特根W2000铣刨机进行S236博沂线道路改造铣刨定碎石铣刨料，如图 2.1 所示。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414

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