水泥粉煤灰渣稳定碎石路用性能试验研究

论文摘要

当前正是我国公路建设高峰,大量的公路建筑材料匮乏、资金紧缺,怎样减少生态破坏,降低工程造价、节省投资是一个带有普遍性的重要问题。近年来,随着国际性能源供需矛盾加剧和对环境保护要求的提高,长期被作为固体废弃物的粉煤灰渣成为人们综合利用的研究对象。本文依托重庆市科技项目《粉煤灰渣在干道公路及农村公路工程中的应用研究》,对水泥粉煤灰渣稳定碎石的路用性能进行研究。粉煤灰渣是颗粒级配、含硫量、烧失量、有效成分等一项或几项不能满足规范要求的粉煤灰。本文在充分分析綦江安稳电厂粉煤灰渣物理化学性能的基础上,通过大量室内试验,对水泥粉煤灰渣稳定碎石的配合比组成、路用性能、强度形成机理及经济性等进行了系统研究。研究表明,粉煤灰渣可直接取代常规的细集料参与级配调节;当粉煤灰渣掺量为30%和35%时,其组成的水泥粉煤灰渣稳定碎石在达到相同强度等级时,能降低水泥剂量1%左右,并能有效提高基层材料的强度增长率,减小干缩率,对材料的抗裂性能、水稳定性能也有显著的改善作用;同时,采用理论计算和室内击实试验对水泥粉煤灰渣稳定碎石的最大干密度进行对比分析,结果表明在粉煤灰渣为30%和35%时,其计算最大干密度与击实试验得到的最大干密度十分接近,从理论上验证了最佳粉煤灰渣掺量的合理性。经济分析表明,对于綦江地区拟建的600km公路而言,如果路面基层全部采用水泥粉煤灰渣稳定碎石,能节约材料成本达3800百万元,同时可以节约因弃渣所需耕地,保护自然环境,减少资源浪费,具有显著的经济效益和社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 原材料性能分析
• 2.1 水泥
• 2.2 粗集料
• 2.3 粉煤灰渣
• 2.3.1 粉煤灰渣常规指标
• 2.3.2 化学成分分析
• 2.3.3 粒度分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 级配设计
• 3.1 级配理论介绍
• 3.1.1 连续级配
• 3.1.2 间断级配
• 3.2 级配组成设计
• 3.2.1 基本原理
• 3.2.2 计算步骤及结果
• 3.3 最优级配的选择
• 3.3.1 影响粉煤灰渣掺量的因素分析
• 3.3.2 混合料比例的拟定
• 3.3.3 混合料击实试验
• 3.3.4 试件的制作及养护
• 3.3.5 试验方法及结果分析
• 3.3.6 级配的选择
• 3.4 水泥剂量对强度的影响
• 3.4.1 试验结果
• 3.4.2 结果分析
• 3.5 最佳配合比的确定
• 3.6 粉煤灰渣与集料最佳比例的理论分析
• 3.6.1 结合料与集料最佳比例的计算方法
• 3.6.2 粉煤灰渣在混合料中的填充作用
• 3.7 本章小结
• 第四章 水泥粉煤灰渣稳定碎石路用性能研究
• 4.1 长龄期无侧限抗压强度及劈裂强度
• 4.2 抗压回弹模量
• 4.2.1 试验方法
• 4.2.2 试验结果及分析
• 4.3 劈裂回弹模量
• 4.3.1 试验方法
• 4.3.2 试验结果及分析
• 4.4 干缩性能
• 4.4.1 试验方法
• 4.4.2 试验结果及分析
• 4.5 温缩性能
• 4.5.1 试验方法
• 4.5.2 试验结果及分析
• 4.6 水稳定性
• 4.7 抗冻性能
• 4.7.1 冻融循环的作用机理
• 4.7.2 试验结果及分析
• 4.8 本章小结
• 第五章 水泥粉煤灰渣稳定碎石强度形成机理分析
• 5.1 宏观机理分析
• 5.2 微观机理分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 经济分析
• 6.1 经济效益分析
• 6.2 社会效益和环境效益
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 研究成果及创新点
• 7.2 本文主要创新点
• 7.3 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表的论文和参与的科研项目