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水泥稳定碎石基层抗裂性综合评价体系研究

作　者: 白雪
导　师: 刘大超
学　校: 重庆交通大学
专　业: 材料学
关键词: 水泥稳定碎石半刚性基层抗裂性击实方法评价指标
分类号: U416.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

水泥稳定碎石基层是水泥稳定类路面的半刚性基层，具有良好的强度、整体性、水稳定性、抗冻性以及经济效益显著等众多的优点，广泛应用于我国各等级公路建设中。但随着交通量日益加大，由于基层开裂引发路面破坏已成为工程难题。目前相关研究为解决水泥稳定碎石基层开裂而提出较多防治措施，但对于水泥稳定碎石基层开裂机理、开裂应力模拟分析、基层抗裂性能影响因素以及基层材料抗裂性能评价方法与指标相关方面的研究尚少。本研究从水泥稳定碎石基层开裂机理、开裂应力模拟分析、抗裂性能评价影响因素以及抗裂性能评价指标等多角度对水泥稳定碎石基层抗裂性能进行综合分析与评价。首先，从毛细管张力、吸附水及分子间作用力、干燥收缩层间水作用、碳化脱水作用等角度综述干缩开裂机理；从温度影响材料颗粒间作用力来分析材料温缩开裂机理；在此基础上通过建立数学微分方程，对水泥稳定碎石基层开裂应力予以模拟分析，分析应力分布规律及特点。其次，从材料自身抗裂性能、材料设计方法两个角度分析对抗裂性能评价的影响：采用正交试验方法从水泥剂量、级配、失水率、暴露时间等多角度分析水泥稳定碎石干缩性能的影响因素及其影响规律；另外分析重型击实法和振动压实法两种设计方法对水泥稳定碎石基层抗裂性能评价的影响。基于正交试验分析结果，通过比选各种级配条件下水泥稳定碎石基层的无侧限抗压强度、劈裂强度、最大干缩应变等指标，选择最优级配，为水泥稳定碎石基层抗裂性能设计提供理论依据。最后，在综述分析现有半刚性基层材料的抗裂性能评价指标的基础上，提出抗裂性能推荐性指标——综合性干缩抗裂系数，且灰色关联分析表明综合性干缩抗裂系数与最大干缩应变关联度较好，能够较为全面、合理的评价水泥稳定碎石抗裂性能；并采用该指标对依托工程中铺设的水泥稳定碎石基层抗裂性能进行了跟踪检测，结果表明试验路的综合性干缩抗裂系数满足推荐指标要求。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本文研究内容  12-14
  1.4 本文技术路线  14-15
第二章水泥稳定碎石基层开裂机理分析  15-23
  2.1 干缩机理  15-18
    2.1.1 毛细管张力  15-17
    2.1.2 吸附水及分子间作用力  17
    2.1.3 层间水作用  17
    2.1.4 碳化脱水作用  17-18
  2.2 温缩机理  18-19
  2.3 开裂应力分析  19-22
    2.3.1 裂缝扩展模式  19-20
    2.3.2 干缩应力  20-21
    2.3.3 温缩应力  21-22
    2.3.4 半刚性基层总应力  22
  2.4 本章小结  22-23
第三章水泥稳定碎石基层抗裂性能评价影响分析  23-42
  3.1 原材料基本性能测试  23-25
    3.1.1 水泥基本性能  23
    3.1.2 集料基本性能  23-25
  3.2 基于正交试验的干缩性能影响因素分析  25-30
    3.2.1 正交试验基本原理  25-26
    3.2.2 试验过程设计  26
    3.2.3 结果分析方法  26-28
    3.2.4 试验结果分析  28-30
  3.3 不同设计方法对混合料抗裂性能评价影响  30-40
    3.3.1 重型击实法  30-32
    3.3.2 振动压实法  32-35
    3.3.3 两种设计方法的水泥稳定碎石混合料配合比设计  35-36
    3.3.4 两种设计方法对各参数及抗裂性能评价影响  36-40
  3.4 本章小结  40-42
第四章基于抗裂性能的水泥稳定碎石混合料级配优选  42-50
  4.1 级配基本理论  42-45
    4.1.1 间断级配  42
    4.1.2 连续级配  42-45
  4.2 级配设计方法  45-46
    4.2.1 原理分析  45
    4.2.2 计算步骤  45-46
  4.3 集料级配优选设计  46-49
    4.3.1 级配设计方案  46-48
    4.3.2 不同级配条件下基层抗裂性能试验结果  48-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章水泥稳定碎石抗裂性能评价指标研究  50-64
  5.1 现有抗裂性能评价指标  50-55
    5.1.1 干缩系数与温缩系数  50-51
    5.1.2 干缩抗裂系数与温缩抗裂系数  51-53
    5.1.3 干缩抗裂性指数与温缩抗裂性指数  53-54
    5.1.4 干缩能抗裂系数与温缩能抗裂系数  54-55
  5.2 推荐抗裂性能评价指标  55-56
  5.3 抗裂性能试验  56-60
    5.3.1 干缩试验测试方法  56-57
    5.3.2 干缩指标试验数据  57-59
    5.3.3 试验数据汇总  59-60
  5.4 抗裂性能评价指标的灰色关联分析  60-63
    5.4.1 灰色关联分析法的原理  60
    5.4.2 灰色关联度的计算步骤  60-61
    5.4.3 评价指标的灰色关联分析  61-63
    5.4.4 灰色关联分析结论  63
  5.5 本章小结  63-64
第六章水泥稳定碎石基层抗裂性质量跟踪检测  64-68
  6.1 工程概况  64
  6.2 施工过程抗裂措施  64-65
    6.2.1 严格控制水泥用量  64
    6.2.2 设置预切缝  64-65
    6.2.3 碾压与养生  65
  6.3 抗裂效果跟踪检测  65-67
    6.3.1 混合料级配  66
    6.3.2 水泥剂量  66
    6.3.3 综合性干缩抗裂系数  66-67
  6.4 本章小结  67-68
第七章结论与展望  68-69
  7.1 结论  68
  7.2 研究展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
在校期间发表的论文和参与的科研项目  73

水泥稳定碎石基层抗裂性综合评价体系研究

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