气泡混合轻质土用于冻土地基隔热保温的应用技术研究

论文摘要

气泡混合轻质土(简称轻质土)由水泥、土、水和发泡剂混合搅拌而成,其主要特性是容重小、隔热保温、具流动性、固化后可直立等。通过对国内外发泡材料的系统调研,明确了各类发泡材料的特点,筛选出了合适的蛋白类发泡剂。通过详尽的室内试验明确了轻质土的物理力学与路用特性。分析了道路的冻胀翻浆机理与影响因素,通过数值计算分析,明确了不同气候条件、不同轻质土厚度、不同路基高度和宽度、不同导热系数轻质土用于冻土保护及道路冻胀翻浆防治的隔热保温效果。在总结国内外冻土研究成果的基础上,提出了冻土地区的路基设计技术,修筑试验段将轻质土用于冻土地基的保护,总结提出轻质土用于冻土地基隔热保温的修筑技术。首次将轻质土用于道路基层冻胀翻浆的防治,通过试验段的铺筑,分析了轻质土基层失败的原因,总结经验教训,提出了轻质土基层的合理应用范围与设计体系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 研究的领域和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究技术要点及取得的主要成果与创新
• 1.3.1 主要研究成果
• 1.3.2 主要创新
• 第二章 土的冻胀与热传导理论
• 2.1 土的冻胀、翻浆的基本理论
• 2.1.1 冻胀机理
• 2.1.2 冻胀翻浆的影响因素
• 2.2 热传导理论与计算方法
• 2.2.1 地中温度场的分布
• 2.2.2 热传导问题的物理方程
• 2.2.3 地中温度场的有限元方法
• 2.3 材料的热物理性能
• 第三章 气泡混合轻质土的材料特性
• 3.1 风积沙级配及试件配合比
• 3.2 物理性能
• 3.2.1 容重
• 3.2.2 透水性
• 3.2.3 隔热性能
• 3.2.4 浇筑放热
• 3.3 力学特性
• 3.3.1 无侧限抗压强度
• 3.3.2 回弹模量
• 3.3.3 无侧限压缩破坏特性
• 3.3.4 抗弯强度
• 3.3.5 剪切特性
• 3.3.6 附着强度
• 3.3.7 与沥青材料的粘附性
• 3.3.8 CBR试验
• 3.4 耐久性
• 3.4.1 疲劳性能
• 3.4.2 干湿循环对性能的影响
• 3.4.3 冻融对轻质土性能的影响
• 3.4.4 徐变特性
• 3.4.5 干燥收缩特性
• 3.4.6 耐腐蚀性试验
• 第四章 气泡混合轻质土在冻土地基保护中的应用
• 4.1 冻土的分布与特征
• 4.2 冻土地区的主要公路病害与成因分析
• 4.3 多年冻土地区的公路修筑技术
• 4.3.1 公路路基设计原则
• 4.3.2 路基设计高度
• 4.4 轻质土的保温效果理论分析
• 4.4.1 计算参数
• 4.4.2 计算模型与边界条件
• 4.4.3 计算结果分析
• 4.5 轻质土隔热层试验段
• 4.6 冻土地区轻质土隔热层的修筑技术
• 4.6.1 适用范围
• 4.6.2 轻质土隔热保温层的结构设计
• 4.6.3 轻质土的强度
• 4.6.4 轻质土的容重与导热系数
• 4.6.5 轻质土的材料设计
• 4.7 轻质土施工注意事项
• 第五章 结论与建议
• 5.1 主要科研成果与结论
• 5.2 下步研究计划
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的论文