三灰碎石基层材料组成及路用性能研究

论文摘要

随着我国公路交通的迅速发展,无机结合料稳定粒料类半刚性基层被广泛应用于高等级公路。三灰碎石基层作为一种新型的半刚性基层,具有早强、高强、少裂缝、提前开放交通等优点,有利于满足日益增长的交通量特别是重载交通的需要。但是,目前规范还没有三灰碎石基层设计和施工方面的具体规定,设计和施工缺乏相应的指导,实际工作中只能参考水泥稳定类和石灰粉煤灰稳定类基层的有关规定,具有很大的随意性。为此,有必要深入系统地开展三灰碎石基层材料组成、强度形成机理、力学特性、路用性能及设计参数研究。本文从三灰碎石基层材料各组分的物理、化学作用入手,研究了三灰碎石材料的强度形成机理;通过室内试验系统的研究了三灰碎石材料力学性能、稳定性能、抗冲刷性能、疲劳性能以及收缩性能等路用性能,并与其它几种半刚性基层材料进行对比,研究得出三灰碎石材料的路用性能普遍优于其它基层材料;提出了三灰碎石基层抗裂性能评价方法和指标,并对三灰碎石材料抗裂性能进行评价和研究;通过高温养生手段对三灰碎石材料进行快速养生试验研究,得出高温养生条件下达到标准养生180d的强度(模量)时所需要的时间,并借助电镜扫描对高温养生条件下三灰碎石材料微观结构进行分析;最后提出了三灰碎石基层设计参数推荐值。本文的研究成果对三灰碎石基层的设计和施工均具有重要的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究目的和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 三灰碎石基层材料组成及强度形成机理研究
• 2.1 三灰碎石基层材料组成结构
• 2.2 三灰碎石基层强度形成机理
• 2.2.1 水泥的水化作用
• 2.2.2 石灰的解离、结晶和碳化作用
• 2.2.3 粉煤灰的火山灰反应
• 2.3 本章小结
• 第三章 三灰碎石混合料配合比设计
• 3.1 原材料性质分析
• 3.2 三灰碎石混合料配合比设计
• 3.2.1 石灰粉煤灰比例的确定
• 3.2.2 集料级配的确定
• 3.2.3 结合料与集料比例的确定
• 3.2.4 合理水泥掺量的确定
• 3.3 本章小结
• 第四章 三灰碎石基层材料快速养生试验研究
• 4.1 快速养生试验设计
• 4.1.1 研究方案
• 4.1.2 实施方案
• 4.2 三灰碎石强度增长规律分析
• 4.2.1 不同养生条件下强度（模量）试验
• 4.2.2 三灰碎石强度增长规律分析
• 4.3 高温养生条件下强度增长与龄期的关系研究
• 4.4 高温养生达到标准养生强度所需龄期
• 4.5 三灰碎石高温养生微观结构分析
• 4.5.1 扫描电镜（SEM）介绍
• 4.5.2 三灰碎石微观结构分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 三灰碎石基层材料路用性能研究
• 5.1 三灰碎石基层材料力学性能研究
• 5.1.1 抗压强度
• 5.1.2 劈裂强度
• 5.1.3 抗弯拉强度
• 5.1.4 抗压回弹模量
• 5.2 三灰碎石基层材料稳定性能研究
• 5.2.1 水稳性
• 5.2.2 冰冻稳定性
• 5.3 三灰碎石基层材料抗冲刷性能研究
• 5.3.1 冲刷机理
• 5.3.2 冲刷试验
• 5.4 三灰碎石基层材料疲劳特性研究
• 5.4.1 疲劳破坏机理
• 5.4.2 疲劳试验方法
• 5.4.3 疲劳试验结果
• 5.5 三灰碎石基层材料收缩性能研究
• 5.5.1 三灰碎石基层材料干缩机理研究
• 5.5.2 三灰碎石基层材料温缩机理研究
• 5.5.3 干缩性能试验研究
• 5.5.4 温缩性能试验研究
• 5.6 三灰碎石基层材料抗裂性能评价
• 5.6.1 现行抗裂评价方法与指标
• 5.6.2 推荐抗裂评价方法与指标
• 5.6.3 三灰碎石抗裂性能评价
• 5.7 本章小结
• 第六章 三灰碎石基层设计参数研究
• 6.1 基层性能要求
• 6.1.1 足够的强度和刚度
• 6.1.2 足够的水稳性和冰冻稳定性
• 6.1.3 较小的收缩性
• 6.1.4 与面层结合良好
• 6.2 现行技术指标
• 6.3 三灰碎石基层设计参数
• 6.4 三灰碎石基层设计参数敏感性分析研究
• 6.4.1 路面结构组合原则
• 6.4.2 三灰碎石基层设计参数敏感性分析研究
• 6.5 本章小结
• 第七章 实体工程铺筑与观测
• 7.1 实体工程概况
• 7.2 实体工程铺筑
• 7.2.1 试铺段的目的
• 7.2.2 试铺段总结
• 7.3 实体工程试验路检测
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢