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骨架孔隙结构水泥稳定碎石基层材料组成设计方法与性能变化规律研究

作　者: 张清泉
导　师: 沙爱民
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 骨架孔隙结构水泥稳定碎石粉煤灰 SBR乳液排水性能抗冻性能疲劳寿命
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

骨架孔隙结构水泥稳定碎石基层可以将渗入路面结构内部的水迅速排除路面外,以减少水分对路面结构的损害从而改善路面的使用性能并提高路面的使用寿命。排水基层性能的优劣直接关系到路面的使用性能,因此研究骨架孔隙结构水泥稳定碎石基层材料组成设计方法及性能变化规律具有重要意义。本文主要研究了骨架孔隙结构水泥稳定碎石的组成设计方法、力学性能、排水性能,抗冻性能和疲劳性能。首先从材料组成设计指标、材料级配理论、混合料成型方式、外掺剂等四个方面对材料设计方法进行了研究。其次分别研究不同水泥剂量、不同SBR乳液掺量、不同粉煤灰掺量的骨架孔隙结构水泥稳定碎石的空隙率和渗透系数,并研究了两者之间的关系和影响因素。最后对骨架孔隙结构水泥稳定碎石的力学性能、抗冻性能、疲劳性能进行了研究,得出不同水泥剂量、不同SBR乳液掺量、不同粉煤灰掺量的骨架孔隙结构水泥稳定碎石的强度变化规律、抗冻性变化规律、疲劳寿命,并从水泥剂量、聚灰比、粉灰比三个方面分析产生该规律的原因。通过对骨架孔隙结构水泥稳定碎石基层材料组成设计方法及性能变化规律的研究,提出了适宜的材料设计方法,分析了水泥剂量的变化和外掺剂对混合料排水性能的影响,得到了外掺剂对于提高骨架孔隙结构水泥稳定碎石的抗冻性能和疲劳性能具有重要意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-17
  1.1 问题的提出及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 国内研究现状  12-14
    1.2.2 国外研究现状  14-15
    1.2.3 存在的问题  15
  1.3 研究内容和技术路线  15-17
    1.3.1 研究内容  15-16
    1.3.2 技术路线  16-17
第二章骨架孔隙结构水泥稳定碎石组成设计方法  17-28
  2.1 混合料组成设计指标  17-18
    2.1.1 排水性能设计指标  17-18
    2.1.2 力学性能设计指标  18
  2.2 混合料级配设计  18-21
    2.2.1 级配类型  18
    2.2.2 设计方法  18-20
    2.2.3 粗集料级配设计  20
    2.2.4 细集料级配设计  20-21
  2.3 混合料的成型方式  21-23
    2.3.1 成型方法  21-22
    2.3.2 成型方式的确定  22-23
    2.3.3 研究级配的确定  23
  2.4 外掺剂  23-26
    2.4.1 SBR乳液  23-25
    2.4.2 粉煤灰  25-26
  2.5 本章小结  26-28
第三章骨架孔隙结构水泥稳定碎石基层的排水特性  28-40
  3.1 空隙率  28-32
    3.1.1 理论空隙率和有效空隙率  28
    3.1.2 理论空隙率和有效空隙率的测量方法  28-30
    3.1.3 试验结果及处理  30-32
  3.2 渗透系数  32-36
    3.2.1 渗透系数的概念及意义  32-33
    3.2.2 渗透系数测试  33-34
    3.2.3 试验结果与处理  34-36
  3.3 空隙率与渗透系数的关系  36-38
    3.3.1 空隙率与渗透系数的关系  37
    3.3.2 空隙率与渗透系数的影响因素分析  37-38
  3.4 本章小结  38-40
第四章骨架孔隙结构水泥稳定碎石的强度  40-52
  4.1 原材料性质分析  40-42
    4.1.1 水泥  40
    4.1.2 集料  40-41
    4.1.3 水  41
    4.1.4 外掺剂  41-42
  4.2 最佳含水量与最大干密度的确定  42-46
    4.2.1 无外掺剂的最佳含水量与最大干密度的确定  42-43
    4.2.2 掺加SBR乳液的最佳含水量与最大干密度  43-44
    4.2.3 掺加粉煤灰的最佳含水量与最大干密度  44-46
  4.3 骨架孔隙结构水泥稳定碎石的强度变化规律  46-50
    4.3.1 水泥剂量与强度的关系  46-47
    4.3.2 SBR乳液掺量对强度影响  47-48
    4.3.3 粉煤灰掺量对强度影响  48-49
    4.3.4 不同外掺剂相同龄期的强度  49-50
  4.4 本章小结  50-52
第五章骨架孔隙结构水泥稳定碎石的抗冻性  52-63
  5.1 冻融试验  52-53
    5.1.1 冻融损伤机理  52-53
    5.1.2 试验设计思路  53
  5.2 水泥剂量对抗冻性的影响  53-56
    5.2.1 试验结果处理  54-55
    5.2.2 试验结果分析  55-56
  5.3 SBR乳液掺量对抗冻性的影响  56-58
    5.3.1 试验设计思路  56-57
    5.3.2 试验结果处理及分析  57-58
  5.4 粉煤灰掺量与抗冻性的关系  58-62
    5.4.1 试验设计思路  58-59
    5.4.2 试验结果处理  59-61
    5.4.3 养生龄期对掺入粉煤灰试件抗冻性影响  61-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章骨架孔隙结构水泥稳定碎石的疲劳特性  63-77
  6.1 抗弯拉强度试验  63-66
    6.1.1 试验方案  63
    6.1.2 试验结果处理  63-64
    6.1.3 试验结果分析  64-66
  6.2 疲劳试验  66-67
    6.2.1 试件养生  66
    6.2.2 疲劳试验方案  66
    6.2.3 疲劳试验方法确定  66-67
    6.2.4 荷载控制模式  67
    6.2.5 应力水平选择  67
  6.3 疲劳试验结果处理及分析  67-75
    6.3.1 不同水泥剂量水泥稳定碎石疲劳试验结果及分析  67-70
    6.3.2 不同聚灰比的水泥稳定碎石疲劳试验结果及分析  70-72
    6.3.3 不同粉灰比的水泥稳定碎石疲劳试验结果及分析  72-75
  6.4 本章小结  75-77
第七章结论与建议  77-79
  7.1 主要结论  77-78
  7.2 进一步研究的问题  78-79
参考文献  79-81
致谢  81

骨架孔隙结构水泥稳定碎石基层材料组成设计方法与性能变化规律研究

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