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PVA纤维水泥稳定碎石基层材料及结构性能研究
| 论文题名： | PVA纤维水泥稳定碎石基层材料及结构性能研究 |
| 关键词： | 高速公路;水泥稳定碎石;聚乙烯醇纤维;抗裂性能;疲劳性能 |
| 摘要： | 水泥稳定碎石基层作为我国目前高速公路主要半刚性基层，强度大，整体性好，但其抗裂性能较差，基层易开裂，基层裂缝反射到路面容易造成路面结构出现早期疲劳破坏，为了改善水泥稳定碎石的路用性能，将高弹高模的PVA纤维掺入水泥稳定碎石中改善其路用性能。 本文通过室内劈裂试验、动弹性模量、劈裂疲劳试验分析PVA纤维掺量及PVA纤维长度对水泥稳定碎石力学性能、疲劳性能的影响。应用灰色关联分析理论得出PVA纤维水泥稳定碎石抗裂性能评价指标，基于疲劳累积损伤理论预估PVA纤维水泥稳定碎石基层疲劳累积损伤量。本文综合研究了PVA纤维水泥稳定碎石基层材料及其结构性能，得到以下结论: 劈裂试验结果表明，PVA纤维水泥稳定碎石劈裂强度随着水泥掺量的增大而增大;当水泥稳定碎石的水泥掺量一定时，PVA纤维质量掺量为0.9kg/m3，PVA纤维长度为24mm时，PVA纤维水泥稳定碎石的劈裂强度取最大值。动弹性模量试验结果表明，当水泥掺量一定，PVA纤维掺量为0.9kg/m3时，PVA纤维长度为24mm，PVA纤维水泥稳定碎石的动弹性模量取最大值。 应用灰色关联理论得出了PVA纤维水泥稳定碎石抗裂性能的评价指标，即干缩能抗裂系数与温缩能抗裂系数。分析水泥掺量、PVA纤维长度对PVA纤维水泥稳定碎石材料抗裂性能的影响，结果表明在PVA纤维的掺量为0.9kg/m3，PVA纤维长度为24mm时，PVA纤维水泥稳定碎石干缩能耗系数较普通水泥稳定碎石分别提高了100％、122％、73.5％;PVA纤维水泥稳定碎石温缩能耗系数较普通水泥稳定碎石分别提高了54.2％、55.2％、75.9％。PVA纤维掺入可以显著地增强水泥稳定碎石的抗裂性能。 劈裂疲劳试验结果表明PVA纤维可以显著地改善水泥稳定碎石材料的疲劳性能。基于疲劳试验疲劳数据得出了普通水泥稳定碎石与PVA纤维水泥稳定碎石应力应变疲劳方程;基于用Weibull分布处理的疲劳试验数据拟合得出不同保证率下普通水泥稳定碎石与PVA纤维水泥稳定碎石应力应变疲劳方程。对室内实际试验数据得出的应力疲劳方程进行修正得到普通水泥稳定碎石基层与PVA纤维水泥稳定碎石基层疲劳寿命预估应力疲劳方程。 基于Miner累积疲劳损伤理论，以云南省Ⅱ气候区温度分布区间、轴载分布为背景，分析在15年设计年限内车辆总轴载作用下的普通水泥稳定碎石基层与PVA纤维水泥稳定碎石基层沥青路面结构基层的疲劳累积损伤量，进而预估基层的疲劳寿命。分析结果表明PVA纤维的掺入可以提高水泥稳定碎石基层疲劳寿命的2.06倍。 |
| 作者： | 童攀 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 梁乃兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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