二灰碎石水泥稳定砂砾基层冰冻耐久性的研究

论文摘要

随着我国公路交通的迅速发展,水泥稳定砂砾、二灰碎石混合料作为半刚性基层材料以其优良的路用性能在路面基层中得到较为广泛的应用。黑龙江省气候条件为季节性冰冻地区,冬季最低气温可达-30℃～-40℃,新建公路交工使用后,在行车荷载及冰冻作用共同作用下,路面结构往往会出现一定程度的破损。近几年通过调查发现,在破损的路面结构层中,作为半刚性的水泥稳定砂砾基层,在使用过程中易出现松散、粉碎、强度降低等现象。分析原因,除与路面渗水、路基潮湿、路面结构设计、施工控制有关外,考虑冰冻作用下材料强度衰减也是一个非常重要的影响因素。本文在分析水泥稳定砂砾、二灰碎石混合料组成结构的基础上,进一步对已建公路水泥稳定砂砾、二灰碎石半刚性基层的使用状况进行调查,分析破坏的原因,并与研究成果进行比较。通过室内试验（利用低温实验室模拟自然环境进行冻融循环试验）,分析比较不同级配的水泥稳定砂砾与二灰碎石冰冻作用后强度衰减规律,获得抵抗冻融破坏作用的级配范围及最优配合比,并通过试验路段进行验证。确定不同级配、不同配合组成的水泥稳定砂砾、二灰碎石在一定的冻融循环作用下,强度衰减系数,为冻融循环作用下的基层设计提供有一定可靠度的基层强度设计值,保证基层在使用周期内具有一定的冰冻耐久性,从而可以提高道路使用质量和延长道路使用寿命,降低维修养护费用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 课题研究的内容及研究方案
• 2 半刚性基层材料物理力学性能
• 2.1 概述
• 2.2 原材料的主要成分及其特性
• 2.2.1 水泥
• 2.2.2 石灰
• 2.2.3 粉煤灰
• 2.2.4 集料
• 2.2.5 粘土
• 2.2.6 水
• 2.3 水泥稳定砂砾、二灰碎石组成结构
• 2.3.1 矿料级配理论
• 2.3.2 水泥稳定砂砾、二灰碎石组成结构
• 2.4 水泥稳定砂砾、二灰碎石混合料技术性能要求
• 2.5 水泥稳定砂砾强度形成机理
• 2.6 二灰碎石混合料强度形成机理分析
• 2.7 本章小结
• 3 水泥稳定砂砾二灰碎石冰冻耐久性能试验与分析
• 3.1 水泥稳定砂砾室内试验
• 3.1.1 击实试验
• 3.1.2 水泥稳定砂砾无侧限抗压强度试验
• 3.1.3 水泥稳定砂砾抗压回弹模量试验
• 3.1.4 冻融试验
• 3.2 水泥稳定砂砾冻融试验数据与分析
• 3.2.1 第一组试件冻融试验数据与分析
• 3.2.2 第二组试件冻融试验数据与分析
• 3.2.3 第三组试件冻融试验数据与分析
• 3.2.4 第四组试件冻融试验数据与分析
• 3.2.5 试验结果分析
• 3.3 二灰碎石的冻融试验数据与分析
• 3.3.1 石灰与粉煤灰最佳配合比试验
• 3.3.2 二灰碎石抗冻性指标
• 3.4 本章小结
• 4 试验路验证与分析
• 4.1 水泥稳定砂砾
• 4.1.1 水泥稳定砂砾试验路试验
• 4.1.2 光纤光栅监测基层变形
• 4.1.3 光纤布拉格光栅测量原理
• 4.1.4 光纤光栅在土木结构中的应用
• 4.2 使用光纤布拉格光栅监测基层
• 4.2.1 光纤布拉格光栅的封装
• 4.2.2 光纤光栅监测的结果
• 4.2.3 有载荷作用时光纤光栅的测量
• 4.2.4 监测分析
• 4.3 二灰碎石
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢