【博士】新型水泥穩(wěn)定碎石級(jí)配組成及其路用性能研究【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2009年　　水泥穩(wěn)定碎石具有強(qiáng)度高、板體性和經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)高速公路使用最廣泛的半剛性基層材料。但水泥穩(wěn)定碎石存在突出缺點(diǎn)——易開(kāi)裂。面對(duì)重載交通和長(zhǎng)壽命的新要求，需要提高水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)瀝青層與半剛性基層的層間粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度及疲勞壽命，而這可能導(dǎo)致開(kāi)裂更嚴(yán)重。因此解決水泥穩(wěn)定碎石的開(kāi)裂和層間粘結(jié)力問(wèn)題對(duì)現(xiàn)有半剛性基層瀝青路面和重載長(zhǎng)壽命半剛性基層瀝青路面具有重大現(xiàn)實(shí)意義?！　”疚囊試?guó)家863課題“路基路面破壞機(jī)理和新一代重載長(zhǎng)效道路結(jié)構(gòu)形式研究"和交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“重載交通長(zhǎng)壽命瀝青路面關(guān)鍵技術(shù)研究”為依托，提出采用增加水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度來(lái)解決瀝青層與半剛性基層層間粘結(jié)力問(wèn)題；同時(shí)借鑒膨脹劑和減縮劑在水泥混凝土中的成功應(yīng)用，提出采用在水泥穩(wěn)定碎石中摻膨脹劑和減縮劑來(lái)解決水泥穩(wěn)定碎石開(kāi)裂問(wèn)題?！　≌撐氖紫仍诓殚喆罅抠Y料的基礎(chǔ)上，對(duì)半剛性基層瀝青路面損壞機(jī)理進(jìn)行研究，提出采用改進(jìn)型和增強(qiáng)型水泥穩(wěn)定碎石的解決措施和在水泥穩(wěn)定碎石中單摻膨脹劑、單摻減縮劑、復(fù)摻膨脹劑和減縮劑的技術(shù)路線。在精心選擇原材料后，按沙慶林提出的級(jí)配設(shè)計(jì)方法確定試驗(yàn)用級(jí)配，并對(duì)各配合比水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，同時(shí)研究減縮劑摻加方法和延遲時(shí)間對(duì)干密度和強(qiáng)度的影響?！　“磽魧?shí)試驗(yàn)結(jié)果配料，對(duì)改進(jìn)型水泥穩(wěn)定碎石中摻膨脹劑和減縮劑進(jìn)行力學(xué)性能和干縮性能試驗(yàn)，其中力學(xué)性能試驗(yàn)包括：抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、劈裂模量。然后分析現(xiàn)有抗裂性能評(píng)價(jià)指標(biāo)存在的問(wèn)題，提出簡(jiǎn)單實(shí)用的抗裂系數(shù)，并采用它對(duì)摻膨脹劑和減縮劑水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行綜合抗裂評(píng)價(jià)，確定膨脹劑和減縮劑最佳摻量。　　研究了水泥穩(wěn)定碎石抗壓強(qiáng)度與層間接觸、水和抗沖刷性能間的關(guān)系和水泥用量對(duì)水泥穩(wěn)定碎石抗裂性能影響。將最佳劑量膨脹劑和減縮劑摻到增強(qiáng)型水泥穩(wěn)定碎石來(lái)改善抗裂性，同時(shí)對(duì)復(fù)摻膨脹劑和減縮劑的疊加效應(yīng)進(jìn)行研究?！　』貜椖Ａ亢筒此杀仁锹访娼Y(jié)構(gòu)計(jì)算中兩個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。論文實(shí)測(cè)了90天齡期不同配合比水泥穩(wěn)定碎石在不同荷載下的靜、動(dòng)態(tài)回彈模量和泊松比，并用BISAR程序計(jì)算了泊松比和模量對(duì)路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)的影響規(guī)律。并研究了增強(qiáng)型水泥穩(wěn)定碎石的彎拉和疲勞性能。　　通過(guò)研究，得到的主要結(jié)論：(1)在水泥穩(wěn)定碎石中摻入膨脹劑和減縮劑能有效地提高抗裂性，效果依次為復(fù)摻固體膨脹劑和減縮劑、摻固體減縮劑、摻膨脹劑。(2)采用增強(qiáng)型水泥穩(wěn)定碎石是重載長(zhǎng)壽命半剛性基層瀝青路面的關(guān)鍵。(3)動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)方法比靜態(tài)模量試驗(yàn)方法更合理。水泥穩(wěn)定碎石模量和泊松比存在應(yīng)力依賴性。泊松比對(duì)路面力學(xué)響應(yīng)影響很小。　　最后，簡(jiǎn)要討論了進(jìn)一步研究的方向。　　

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