掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料抗裂性能研究

论文摘要

随着国民经济的飞速发展,人们对道路路用性能的要求也越来越高。目前,水泥稳定碎石是我国公路建设中主要的半刚性基层材料,它具有良好的板体性、较高的早期强度和抗裂性能,以及较强的抗变形能力,因此已被广泛应用于高等级公路、城市道路和机场道路。但是半刚性基层路面的缺陷如:抗拉强度较低,脆性大,柔性低,收缩量大等也逐步在使用过程中体现出来。其中,裂缝问题最为突出,是该路面结构的主要缺陷。结果,破坏了路面的整体性和连续性,更严重的是使得路表水通过裂缝进入路面结构,甚至深入土基,从而导致路面结构过早破坏。本论文结合江苏省交通科学研究计划项目《掺聚合物的水泥稳定碎石材料抗裂性能研究》(07Y26),针对高等级公路水泥稳定碎石基层开裂的破坏现状,在调研国内外已有研究成果的基础上,选取合适种类聚合物——SBR胶乳,通过大量的理论分析和室内试验,研究掺SBR胶乳的水泥稳定碎石基层材料的强度、回弹模量、干缩变形等物理力学性能与聚合物掺入量、养护条件等影响因素之间的关系及其变化规律。并在此基础上根据水泥稳定碎石强度形成机理、干燥收缩机理分析不同掺量SBR胶乳对水泥稳定碎石的力学性能和干燥收缩性能及抗弯拉强度等的影响。试验研究表明:随着SBR胶乳掺量的增加,水泥稳定碎石材料逐渐向一种柔性材料转化;掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料的抗裂性能相对水泥稳定碎石材料有明显改善,且随着SBR胶乳掺量的增加不断提高。得出了SBR胶乳对水泥稳定碎石的抗裂性能有着显著影响的结论,并提出了相应的建议。本论文的研究成果对今后进一步深入研究掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料的性能具有一定的理论价值和参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.2.1 水泥稳定碎石材料抗开裂性能的研究
• 1.2.2 聚合物的研究现状
• 1.2.3 路面基层裂缝减缓措施的研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 课题来源
• 第二章 试验方案设计与试件制备方法
• 2.1 基层的性能要求
• 2.2 原材料性质
• 2.2.1 水泥
• 2.2.2 集料
• 2.2.3 聚合物
• 2.3 试验方案
• 2.3.1 确定配合比
• 2.3.2 试验方法
• 2.4 试件的制作及养护
• 2.5 SBR胶乳替代同质量水比例的确定
• 2.5.1 概述
• 2.5.2 SBR胶乳等比例取代
• 2.5.3 SBR胶乳不等比例取代
• 2.5.4 基于两种取代方法的掺SBR胶乳的水稳碎石材料性能对比
• 2.6 小结
• 第三章 掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料路用性能研究
• 3.1 SBR胶乳掺量范围拟定
• 3.2 强度、刚度增长规律
• 3.2.1 强度增长规律
• 3.2.2 刚度增长规律
• 3.3 抗冻性能分析
• 3.4 小结
• 第四章 掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料干燥收缩试验研究
• 4.1 干燥收缩
• 4.1.1 干燥收缩机理
• 4.1.2 干缩的影响因素
• 4.2 干缩试验
• 4.2.1 干缩试验试件制作
• 4.2.2 干缩试验结果
• 4.2.3 干缩试验结果分析
• 4.3 小结
• 第五章 掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料抗弯拉强度试验
• 5.1 抗弯拉回弹模量和抗弯拉强度室内试验
• 5.1.1 抗弯拉试验
• 5.1.2 抗弯拉回弹模量试验
• 5.2 试验结果分析
• 5.2.1 抗弯拉强度试验结果分析
• 5.2.2 抗弯拉模量试验结果分析
• 5.2.3 极限弯拉应变
• 5.3 掺SBR胶乳的水泥稳定碎石基层抗裂性能评价
• 5.3.1 干缩系数和温缩系数
• 5.3.2 干缩抗裂系数和温缩抗裂系数
• 5.3.3 推荐评价方法与评价指标
• 5.3.4 掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料抗裂性能指标与评价
• 5.4 小结
• 第六章 掺SBR胶乳的水泥稳定碎石材料抗裂机理研究
• 6.1 概述
• 6.2 微观形貌分析
• 6.2.1 试验方法
• 6.2.2 试验结果
• 6.2.3 试验结论
• 6.3 SBR胶乳对水泥稳定碎石的改善机理
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 主要创新点
• 7.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文