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早强型水泥乳化沥青混凝土研究与应用

作　者: 山宏宇
导　师: 李炜光
学　校: 长安大学
专　业: 材料学
关键词: 早强材料 水泥乳化沥青 半柔性材料 强度形成机理 微观结构
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


针对沥青混合料及水泥混凝土筑养材料在使用中出现的施工过程复杂、对环境温湿度敏感性大、后期养护困难等问题，本文在比对国内外相关研究成果的基础上，从理论分析和试验研究入手，研发了一种早期强度高、高温稳定性好、施工方便、耐久性好的半柔性筑养路新材料——早强型水泥乳化沥青混凝土。本文通过研究胶凝材料、乳化沥青、集料和外加剂之间的相适性，建立了早强型水泥乳化沥青混凝土的原材料质量控制指标。通过研究组成材料和水胶比、砂率等关键参数对早强型水泥乳化沥青混凝土工作性和力学性能的影响规律，确定了早强型水泥乳化沥青混凝土的关键制备参数，并提出了一套行之有效的配合比设计方法。本文对早强型水泥乳化沥青混凝土的抗车辙性能、水稳定性、耐化学介质侵蚀性及抗冻性等进行了系统研究，综合分析了各性能的影响因素及其作用规律。研究表明，早强型水泥乳化沥青混凝土具有良好的路用及耐久性能，满足了相关技术规范和设计指标的要求，从而为制备早强型水泥乳化沥青混凝土提供了重要参考依据。通过研究早强型水泥乳化沥青混凝土的强度形成机理发现，早强型水泥乳化沥青混凝土的强度由胶凝材料和乳化沥青共同作用形成，胶凝材料对材料的早期强度、高温及水稳定性起主要作用，还可加速乳化沥青破乳；乳化沥青破乳后能为胶凝材料水化提供水分，并形成空间网络状结构，使材料具备柔性和韧性。用扫描电子显微镜（SEM）分析早强型水泥乳化沥青混凝土的微观结构特征可知：水化初期，浆体内部孔隙较多，沥青、集料、未水化水泥颗粒及水化产物等相互穿插形成空间网络骨架，为浆体提供早期强度。随着水化龄期的推移，水化产物逐步积累，孔隙率降低，从而对初期形成的骨架结构起到了很好的加固作用。浆体微观结构受乳化沥青用量影响，但水化产物不变。在对界面增强机理研究时发现，采用界面增强处理可提高早强型水泥乳化沥青混凝土与水泥混凝土或沥青混合料的界面粘结强度。将早强型水泥乳化沥青混凝土的室内研究结果应用于实体工程，提出了早强型水泥乳化沥青混凝土的工程应用技术。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9
  1.2 研究进展  9-13
  1.3 研究内容及技术路线  13-15
    1.3.1 研究内容  13-14
    1.3.2 技术路线  14-15
第二章 原材料与测试方法  15-27
  2.1 原材料  15-19
  2.2 测试方法  19-27
    2.2.1 工作性能试验方法  19-20
    2.2.2 力学性能试验方法  20-23
    2.2.3 路用性和耐久性试验方法  23-26
    2.2.4 微观结构研究测试方法  26-27
第三章 早强型水泥乳化沥青混凝土组成设计研究  27-49
  3.1 原材料的相适性  27-30
    3.1.1 胶凝材料与乳化沥青的相适性  27-28
    3.1.2 减水剂的适应性  28-29
    3.1.3 集料的适应性  29-30
  3.2 配比设计  30-43
    3.2.1 最佳水泥和乳化沥青用量  30-32
    3.2.2 水胶比  32-33
    3.2.3 胶砂比  33-34
    3.2.4 砂率  34-35
    3.2.5 外加剂  35-43
  3.3 工作性和力学性  43-46
    3.3.1 工作性  43-44
    3.3.2 力学性能  44-46
    3.3.3 粘结强度  46
  3.4 早强型水泥乳化沥青混凝土配比设计方法  46-47
    3.4.1 设计准则  46-47
    3.4.2 设计步骤  47
  3.5 本章小结  47-49
第四章 早强型水泥乳化沥青混凝土路用性和耐久性研究  49-59
  4.1 路用性和耐久性研究  49-58
    4.1.1 抗车辙性能  49-50
    4.1.2 水稳定性  50-51
    4.1.3 耐化学介质侵蚀性  51-56
    4.1.4 抗冻性  56-58
  4.2 本章小结  58-59
第五章 早强型水泥乳化沥青混凝土强度形成机理及微观结构研究  59-66
  5.1 强度形成机理研究  59-62
    5.1.1 乳化沥青破乳  59-60
    5.1.2 胶凝材料水化与沥青相互作用  60-61
    5.1.3 沥青网状结构形成及硬化发展  61-62
  5.2 微观结构研究  62-65
    5.2.1 分析原理  62
    5.2.2 扫描电镜测试结果分析  62-65
  5.3 本章小结  65-66
第六章 工程应用技术研究  66-72
  6.1 界面增强研究  66-67
  6.2 试验路概况与修补要求  67
  6.3 施工布置  67-71
    6.3.1 修补方案  67
    6.3.2 材料配比及主要技术指标  67-68
    6.3.3 施工工艺  68-71
  6.4 本章小结  71-72
结论与展望  72-74
  结论  72-73
  展望  73-74
参考文献  74-77
攻读学位期间的学术成果  77-78
致谢  78

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 道路建筑材料
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