文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
水泥粉煤灰稳定碎石路面基层材料的设计与研究
姓名:陈潇
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:周明凯
20060501
摘要水泥稳定碎石的抗裂性差以及二灰稳定碎石的早期强度低、施工工艺复杂等问题已经严重影响到我国公路建设的质量。水泥粉煤灰稳定碎石是一种新近提出的路面基层材料,其具备了水泥稳定类和二灰稳定类材料的优点,并摒弃了两者的缺点,具有很好的技术性能。但目前对于该种材料的研究还不够充分、系统,缺乏有针对性的技术标准与规范,因此严重制约了该种材料的推广与应用。本文试图通过对材料强度的影响因素、力学性能、配合比设计方法等方面的研究,为水泥粉煤灰稳定碎石材料的进一步推广与应用提供可靠的理论依据。本文系统研究了粉煤灰掺量与品质、水泥剂量、集料级配等因素对材料强度的影响。研究认为粉煤灰掺量为%时,材料的早强存在一个峰值。且材料的强度与粉煤灰活度指标具有很好的相关性。粉煤灰处于最佳掺量时,通过粉煤灰的填充、活性等作用,使材料在达到相同强度等级,水泥剂量降低%;并且对集料级配具有更好的适应性能且能使集料韵峦ü式档椭プ右;而且能有效提高材料的强度增长率,慷仍龀ぢ矢叽%左右;同时,降低回弹模量%左右,对材料的抗裂性能有显著的改善作用。同时,本文还通过试验研究了体积设计方法,并确定采用集料的捣实密度作为设计参数,对水泥粉煤灰稳定碎石材料进行了配合比设计并进行了强度验证。认为体积法完全可以进行包括水泥粉煤灰稳定碎石在内的半刚性路面基层材料的配合比设计。此外,本文还通过研究不同康乃喽越荷笆钥椤⑺喾勖夯医岷狭以及水泥粉煤灰稳定碎石材料的强度性能的影响,探讨诓煌牧咸逑抵械作用。认为在水泥粉煤灰稳定碎石材料中,不使材料结构破坏和性能变坏的最大靠梢源锏%,并通过胶凝性以及孔结构的改善予以解释。通过对三种典型基层材料的员确治鲆约肮こ逃τ醚芯浚愿弥植牧的环保性能、旌工工艺、应用效果以及经济效益进行了研究。表明,该种材料是一种性能良好、经济效益明显且易于推广的环保型路面基层材料。关键词:水泥粉煤灰稳定碎石路面基层寤↙强度影响因素
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第一章绪论研究的意义与目的的碱或者硫酸盐【,但这样使原本就很复杂的施工工艺变得更加复杂,且增加了高速公路路面基层是位于路面面层下,路基土层上间接承受路面荷载并传递应力的功能层。基层的强弱和好坏对整个路面的强度、使用质量和使用寿命都有十分重要的影响川。基层牢面层好,基层不好面层难保,可见基层对于整条高速公路的重要性。目前,;悴牧系男阅芊治鰂从表中可以发现:水泥稳定粒料具有承载力高,水稳性和冰冻稳定性好,具有较强的抗冲刷能力,与下封层有较好的粘结力,施工方便等优点,但存在收缩性大,易产生裂缝等缺陷。而基层一旦开裂,不仅影响到基层的整体性和承载能力,而且反射到沥青砼面层,出现反射裂缝并可导致沥青路面结构破坏6稳定粒料具有后期强度高,收缩系数小,板体性好,水稳性、抗冻性较好,且能大量利用工业废料勖夯,经济性好等优点。但同时也存在早期强度低,施工进度受到限制,表面松散起灰,不利于层间结合,耐冲刷性一般,影响耐久性等缺点【就目前使用情况而言,水泥稳定基层的抗裂性能差和二灰稳定基层的早期强度低等缺点已经严重影响了我国高速公路基层的建设质量。特别是二灰稳定类基层材料,为了提高其早期强度,已经采用过很多方法。如在二灰材料中掺加少量材料的成本,所以二灰早强低的问题仍然没有得到很好的解决。针对二灰稳定类材料早期强度低的缺点,在上个世纪末就有研究人员提出在原二灰稳定类基层材料中添加一定量—的水泥,通过利用水泥水化硬化快的特点来提高二灰稳定类材料的早期强度,满足施工的需要。这也即是水泥石灰粉煤灰稳定类基层材料。杨锡武等人研究【康贸觯涸诠潭ḿ虾课サ奶武汉理工大学硕士学位论文
需求规模十分巨大。根据年交通部对年到年公路建设里程的统计,新建高速公路有公里,加上大量其它公路的建设,路面基层材料的使用量估件下,对于相同水泥掺量的水泥粉煤灰稳定粒料和水泥石灰粉煤灰稳定粒料,后者的早期强度和后期强度略高于前者;浙江大学峭墓ㄏ系仍谘芯慷依嗖牧时比较系统的研究了水泥、石灰、粉煤灰的掺量对强度的影响,在保持水泥和粉煤灰用量及其它条件都不变,只改变石灰掺量的情况下,其强度随石灰的掺量的增大没有明显的增长。也有学者研究发现】,当石灰掺量继续增加时,水泥水化的反应程度将会受到抑制,从而降低材料的强度。这是因为石灰的掺入,会在一定程度上使水泥水化反应向逆反应方向进行盝。另一方面,由于二灰稳定类材料的应用涉及到生