掺聚丙烯纤维的二灰碎石材料路用性能的研究

论文摘要

随着我国公路交通的迅速发展,二灰碎石基层材料以其优良的路用性能得到较为广泛的应用。但是二灰碎石半刚性材料由于其干缩、温缩很容易产生裂缝,从而导致半刚性基层沥青路面使用性能的降低,影响了道路的使用寿命。目前,聚丙烯纤维较多的应用在水泥混凝土中,在较低的掺量下虽不能提高强度,却能阻止温度变化产生的裂缝和塑性收缩裂缝;当掺量较高时,不仅能减少复合材料的脆性,而且能增加基体的强度。另外,有研究表明,聚丙烯纤维对水泥基体的裂缝有搭接作用,纤维对分离的水泥块有牵制作用。因此可以预见,如果在二灰碎石混合料中掺入一定量的聚丙烯纤维,可以提高其弯拉强度,减少收缩增强其抗裂性能,从而改善二灰碎石半刚性基层的路用品质并延长其使用寿命。本论文主要是研究在二灰碎石混合料中掺入不同数量的聚丙烯纤维,通过室内试验研究聚丙烯纤维对二灰碎石材料强度、刚度、水稳定性、抗冻性以及干缩性能等路用性能的改善效果,并对其作用机理进行分析。研究结果表明:(1)聚丙烯纤维的掺入虽不能明显提高二灰碎石的早期强度,随着龄期越长,对劈裂强度改善的效果越明显;(2)聚丙烯纤维的掺入可以有效的提高二灰碎石的抗弯拉强度,并降低其刚度;(3)聚丙烯纤维对二灰碎石的水稳性与冻稳性有一定程度的改善,且改善的效果与纤维掺量有关;(4)聚丙烯纤维的掺入能够提高二灰碎石材料的保水能力,并能够有效地减少其干缩。本论文的研究成果对掺聚丙烯纤维的二灰碎石基层材料的进一步深入研究具有较高的理论意义和应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 二灰碎石及其性能改善方面的国外研究状况
• 1.3.2 二灰碎石及其性能改善方面的国内研究状况
• 1.3.3 纤维复合材料的发展状况
• 1.4 研究思路和主要研究内容
• 第二章 试验方案及试验方法
• 2.1 掺聚丙烯纤维的二灰碎石性能研究的试验方案设计原则
• 2.1.1 二灰碎石混合料路用性能要求
• 2.1.2 试验方案设计
• 2.2 掺聚丙烯纤维的二灰碎石性能研究的试验试件制备方法
• 2.2.1 击实试验
• 2.2.2 试件成型方法
• 2.3 掺聚丙烯纤维的二灰碎石材料路用性能试验方法及评价指标
• 2.3.1 强度特性试验方法及评价指标
• 2.3.2 刚度特性试验方法及评价指标
• 2.3.3 水稳定性试验方法及评价指标
• 2.3.4 冻稳定性试验方法及评价指标
• 2.3.5 干缩性能试验方法及评价指标
• 2.4 本章小结
• 第三章 原材料特性分析及配合比选定
• 3.1 原材料特性分析
• 3.1.1 石灰
• 3.1.2 粉煤灰
• 3.1.3 集料
• 3.1.4 水
• 3.1.5 聚丙烯纤维
• 3.2 配合比的确定
• 3.3 本章小结
• 第四章 掺聚丙烯纤维的二灰碎石路用性能研究
• 4.1 试验数据的分析方法
• 4.1.1 样本分析方法
• 4.1.2 插值多项式
• 4.2 掺聚丙烯纤维的二灰碎石材料路用性能试验结果与分析
• 4.2.1 强度试验结果与分析
• 4.2.2 刚度试验结果与分析
• 4.2.3 水稳定性试验结果与分析
• 4.2.4 抗冻性试验结果与分析
• 4.2.5 干缩性能试验结果与分析
• 4.3 聚丙烯纤维的最佳用量确定
• 4.4 本章小结
• 第五章 聚丙烯纤维改善二灰碎石材料路用性能的作用机理分析
• 5.1 影响聚丙烯纤维改善二灰碎石基体性能的因素分析
• 5.2 聚丙烯纤维在二灰碎石材料中的间距效应
• 5.3 聚丙烯纤维对二灰碎石材料强度的影响机理与方法
• 5.4 聚丙烯纤维提高二灰碎石的抗弯拉强度机理
• 5.5 聚丙烯纤维增强二灰碎石韧性的机理
• 5.6 聚丙烯纤维改善二灰碎石基体保水性能的机理
• 5.7 聚丙烯纤维改善二灰碎石基体收缩开裂的机理
• 5.7.1 聚丙烯纤维改善二灰碎石干缩开裂性能的机理
• 5.7.2 聚丙烯纤维改善二灰碎石温缩开裂性能的机理
• 5.7.3 聚丙烯纤维提高二灰碎石的抗拉应变能机理
• 5.8 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文