文档介绍：长安大学
硕士学位论文
水泥综合稳定砂砾基层材料抗裂性能研究
姓名:蔡飞
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:支喜兰
20030601
内容摘要水泥稳定类砂砾基层具有强度高、造价低廉、原材料来源广等优点,能够很好地适应当前西部的交通条件、自然条件和经济条件。但在使用中普遍存在抗裂性能较差的缺点。本文通过理论分析和大量的室内试验,对水泥稳定类砂砾材料抗裂性能进行了系统研究。本文采用正交敏感分析方法,结合半刚性基层沥青路面典型结构,深入分析了基层力学设计参数的技术要求,提出了半刚性基层材料合理厚度和模量范围。并在满足此技术要求的前提下,提出了水泥综合稳定砂砾和掺外加剂两个主要措施。并且在混合料配合比设计时,按密实原则提出了新的配合比设计方法。对水泥综合稳定砂砾和掺外加剂水泥稳定砂砾材料进行了系统研究;深入分析了材料的力学性能和收缩规律。在抗裂评价时,不仅使用了基于应变控制的收缩抗裂系数评价指标,还采用了基于断裂力学的韧度评价指标,全面分析评价了材料的抗关键词:水泥综合稳定砂砾基层收缩机理抗裂性评价指标正交设计引气剂配合比设计裂性能。
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第一章绪论§课题的提出及研究意义为适应和促进国民经济发展,我国在近几十年开展了大规模的交通基础建设,给广大人民群众的日常生活和生产带来了极大的方便,产生了巨大的经济和社会效益。截止年底,我国高速公路通车总里程已达到蚬ɡ铮揪世界第二位。目前我国高等级公路建设中普遍采用无机结合料稳定类的半刚性基层。半刚性材料之所以被越来越多地为道路基层使用,主要有以下几个原因:首先,车辆轴载增加和交通量的增大对路面的承载能力要求越来越高,以水硬性无机结合料处治粒料和处治土形成的半刚性材料更能适应现代交通对道路基层的要求;其次,虽然早期采用优质的级配碎石和级配砾石作为道路基层性能性无机结合料处治各类材料时,可以使用原先不能使用的质量较差的石料,甚至可以就地取土。这样就可以避免大量远运优质石料:再者,半刚性基层材料与以前使用的道路基层材料相比有着更大的灵活性和适应性,例如;用水泥处治的半刚性基层材料,其七天的无侧限抗压强度可以随着水泥剂量的变化达到我国自开始修建半刚性基层沥青路面以来,经过大量的科学研究和工程实践,解决了很多关键问题。虽然半刚性基层材料具有以往基层材料无法比拟的优点和广阔的使用前景,但是在道路的实际使用过程中还是出现了不少问题,主要是水损害和裂缝。在交通荷载和环境的双重作用下,这种结构形式的路基和路面都出现了不同程度的收缩和开裂。并且干缩和温缩共同作用所生成的基层裂缝还反射到路面,破坏路面整体结构。裂缝的存在不仅使车辆行驶质量下降,而且也破坏了路面结构整体性和连续性,并在一定程度上导致结构强度的削弱缌逊处弯沉增大,路面回弹模量降低等N蘼凼橇で嗦访婊故撬嗦访嬖诼访婷娌出现裂缝后,表面水都不可避免地通过面层上的各种缝隙进入道路结构层中。而且由于蒸发困难,进入结构层的水分往往难以及时的排出,这些停留在面层与基层之间的水分使得基层局部变得潮湿以至于接近饱和。这样在大量行车荷载反复作用下会导致路面强度大大降低,产生冲刷和唧泥现象,使裂缝加宽,裂缝两侧的沥青路面破碎,加速沥青路面的破坏,从而影响公路使用质量和寿命。虽然经过从“七五”开始至今的长期研究工作,人们对道路面层的裂缝机理有了深入的认识·但是至今,仍然没有找到有效的方法阻止路面裂缝的产生。为良好,但是,随着建筑业对原材料的需求,优质石料的来源日益减少。采用水硬。
§国内外研究概况耧中,裂缝会逐渐离主护震并通过沥青稀层密蕊在表谣,形成爱麓裘缝。勇舞,掰处的滠度、湿度等,科学遗进行抗裂设计研究。进而在施工质鬃得到充分保证了镬道路§徽獍緇其设计使用寿愈势在馊建寿螽中为车辆提供良好静羧努,逶常所能做的只有尽掇的减少或延迟路面的开裂。但在裂缝出现之后,路面备结构层农拳劳鲍浸入下仍然霹畿送一步遭受破搭。面对这种情况,很多研究机构开展了对贫混凝土基层和沥青稳定碎石基层的磺究。甄期采爱耨熬基蒜糖瓣和缨棱来攒本解决裂缝露爨,奏委提褰路攘往靛。姑且不论这些新趔材料在实际推广中会遇到哪些新问题,这些材料必定会大大增鸯拜修筑戒奉。在囊羲嚣郝犬开发弱昙昙逶公臻的鬻景下,遂路修筑成本楚一个无法回避的问题。高等级邋路的水泥稳定类材料,尤其是水泥稳定类砂砾纂层,能够缀好的适应当掰西部瓣交逶条徉、鑫然条件秘经济条佟,是一静院较合适的选择。因此系统研究水泥稳定类砂砾基层材料的力学特性和收缩特性,掌撼其力学强度帮缩裂藏律,提出科学有效的防治臻施,可醣迸一梦改善其不足,辩我国的公路建设事业具商重要意义。水泥稳定类砂砾基层的裂缝难要源乎温度收缩、干燥收缩和疲劳荷载作用。公爨设量