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季冻区交通荷载与冻融环境交互作用下路面水泥混凝土损伤研究
| 论文题名： | 季冻区交通荷载与冻融环境交互作用下路面水泥混凝土损伤研究 |
| 关键词： | 水泥混凝土路面;疲劳荷载;冻融损伤 |
| 摘要： | 水泥混凝土路面具有承载力高、使用寿命长、绿色环保等优点，在我国公路交通建设中得到广泛应用。然而，季冻区水泥路面在实际工作环境中受到交通荷载反复作用的同时，还遭受频繁的冻融循环作用。交通荷载与冻融循环共同作用造成路面水泥混凝土在短期内结构损伤、性能衰减，导致路面混凝土耐久性严重不足。针对季冻区实际工作环境下路面混凝土耐久性不足问题，本研究依托国家自然科学基金项目，对季冻区交通荷载与冻融环境交互作用下的路面混凝土宏观性能衰减与细观结构演化开展研究，揭示季冻区路面混凝土的损伤机理，为季冻区路面混凝土耐久性的提高奠定理论基础。 基于季冻区交通状况、气候环境及水泥路面病害的调查，确定了交通荷载与冻融循环交互作用的水泥路面典型破坏环境，设计了应力水平为0.5、0.8的疲劳荷载单因素作用、疲劳荷载与冻融循环双因素交互作用的路面混凝土4个阶段损伤试验方案。对单因素、双因素作用下的路面混凝土弯拉强度及氯离子扩散系数进行测试，研究了季冻区路面混凝土宏观力学性能及抗渗性的劣化规律。使用压汞法对路面混凝土细观孔隙进行了定量表征，分析了孔隙率、总孔面积、平均孔径、面积中值孔径、最可几孔径、孔间距系数等6个孔隙特征参数及孔径分布的变化规律，并结合扫描电镜对其细观形貌进行定性观测，提出细观孔隙演化过程分为压缩密实、孔隙扩展及孔隙分裂三个阶段。在此基础上，采用灰色关联分析法对宏观性能与细观结构相关性进行了分析，建立了宏观性能衰减与细观孔结构演化的数学关系；同时，通过氯离子扩散系数 DRCM定义了损伤效应系数，分析了疲劳荷载与冻融循环对路面混凝土的交互损伤效应，揭示了季冻区路面混凝土在实际使用环境中的损伤机理。最后以弯拉强度定义损伤变量，建立了季冻区荷载与冻融交互作用下路面混凝土损伤模型，并探讨了基于We ib ull分布的路面混凝土损伤模型。本研究将填补季冻区交通荷载与冻融环境共同作用下路面混凝土损伤研究的空白，为路面混凝土耐久性设计提供理论基础。 |
| 作者： | 何天钦 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 申爱琴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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