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半刚性基层回收材料再生利用技术研究

作　者: 李晓明
导　师: 刘大超
学　校: 重庆交通大学
专　业: 材料学
关键词: 半刚性基层再生利用石灰粉煤灰稳定碎石路面基层路用性能经济效益
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

半刚性基层回收材料的再生利用一直是我国甚至世界各国关注的一个方向，也是我国走可持续发展道路的一条有效途径之一。目前正是我国公路建设发展的高峰阶段，导致公路建筑材料匮乏和资金紧缺，为解决这一问题，我国政府提出了对半刚性基层材料进行回收再利用的方案。半刚性基层回收材料的再生利用充分利用了原材料，既节省投资降低造价、也减少了资源浪费和环境污染。本文依托四川省苍溪县科技项目《半刚性基层回收材料再生利用应用技术研究》，对半刚性基层回收材料再次利用于省道公路的路用性能进行研究。通过对四川省苍溪县青茨垭至东溪镇省道公路的半刚性路面基层回收材料进行现场取样和试验研究分析，废弃的半刚性基层粗集料仍具有一定的级配和较高的强度，细集料中含有大量的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等成分，具有较高再生利用的价值。本课题将回收材料中不规则的卵碎石破碎为满足级配规范的级配碎石。通过室内试验，对石灰粉煤灰（简称“二灰”）稳定碎石和水泥石灰粉煤灰（简称“三灰”）稳定碎石的配合比设计、强度形成机理、路用性能及经济性等进行了系统研究。试验研究结果表明：在二灰稳定碎石基层上掺加一定剂量的水泥，能显著的提高路面基层的早期强度，对路面基层材料的抗冻性能、抗渗性能和水稳定性能也有较显著的改善作用。经济分析表明，如果四川省苍溪县青茨垭至东溪镇省道公路路面基层全部采用回收材料铺筑三灰稳定碎石基层，就原材料方面而言，每立方能节约材料成本达102.6元，具有显著的经济效益和社会效益。半刚性路面基层回收材料再生利用，达到变废为宝，实现经济、环境及和社会效益的有机统一，它能够更好地体现“节约型社会”和走可持续发展道路，这一研究具有重大的意义。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-13
  1.1 问题的提出  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状与发展动态  9-10
    1.2.2 国内研究现状与发展动态  10-11
  1.3 本文研究内容  11-13
第二章原材料性能分析  13-18
  2.1 粗集料  13-14
  2.2 细集料  14
  2.3 粉煤灰  14-15
    2.3.1 化学成分分析  15
    2.3.2 粉煤灰常规指标  15
  2.4 石灰  15-16
    2.4.1 消石灰常规指标  16
    2.4.2 粒度分析  16
  2.5 水泥  16-17
  2.6 本章小结  17-18
第三章三灰稳定碎石混合料组成结构和强度影响因素  18-25
  3.1 三灰稳定碎石混合料组成结构  18-19
  3.2 影响三灰稳定碎石路面基层强度的因素  19-23
    3.2.1 材料  19-21
    3.2.2 配合比  21-22
    3.2.3 施工  22-23
    3.2.4 养生与交通管制  23
  3.3 本章小结  23-25
第四章三灰稳定碎石配合比设计  25-50
  4.1 级配理论介绍  25-26
    4.1.1 连续级配  25
    4.1.2 间断级配  25-26
  4.2 集料级配的确定  26-30
    4.2.1 填充试验  26-29
    4.2.2 理论验证  29-30
  4.3 二灰结合料最佳比例的确定  30-33
    4.3.1 试验方法及结果  30-33
    4.3.2 二灰强度形成机理  33
  4.4 二灰与集料比例的确定  33-41
    4.4.1 击实试验  34
    4.4.2 无侧限抗压强度和劈裂强度  34-41
  4.5 三灰稳定碎石配合比确定  41-48
    4.5.1 击实试验  41
    4.5.2 无侧限抗压强度和劈裂强度  41-48
  4.6 本章小结  48-50
第五章三灰稳定碎石路用性能研究  50-72
  5.1 长龄期无侧限抗压强度及劈裂强度  50-52
  5.2 抗压回弹模量  52-55
    5.2.1 试验方法及结果  53-55
  5.3 水稳定性  55-57
    5.3.1 试验方法及结果  55-57
  5.4 抗渗性能  57-58
    5.4.1 试验方法及结果  57-58
  5.5 抗冻性能  58-60
    5.5.1 冻融循环的作用机理  58-59
    5.5.2 试验方法及结果  59-60
  5.6 收缩性能  60-70
    5.6.1 干缩性能  61-67
    5.6.2 温缩性能  67-70
  5.7 本章小结  70-72
第六章三灰稳定碎石路面基层强度形成机理  72-81
  6.1 强度形成机理  72-76
    6.1.1 集料的嵌挤作用  73
    6.1.2 水泥水化作用  73-74
    6.1.3 石灰的解离作用  74
    6.1.4 石灰的结晶和碳化作用  74-75
    6.1.5 火山灰反应  75-76
  6.2 三灰稳定碎石 XRD 和 SEM 分析  76-79
    6.2.1 XRD 试验结果及分析  76-77
    6.2.2 SEM 试验结果及分析  77-79
  6.3 本章小结  79-81
第七章经济分析  81-84
  7.1 经济效益分析  81-82
  7.2 社会效益和环境效益  82-83
  7.3 本章小结  83-84
第八章结论与展望  84-86
  8.1 本文主要成果与结论  84-85
  8.2 本文主要创新点  85
  8.3 有待进一步研究的问题  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-89
在校期间发表的论文和参与的科研项目  89

半刚性基层回收材料再生利用技术研究

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