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隧道路面高性能多孔水泥混凝土配合比设计方法的研究
| 论文题名： | 隧道路面高性能多孔水泥混凝土配合比设计方法的研究 |
| 关键词： | 隧道路面;多孔水泥混凝土;孔隙率;配合比设计;外掺材料;板底拉应力 |
| 摘要： | 本文围绕隧道路面工作环境，考虑隧道路面在材料和结构等方面的特殊要求，提出了高性能多孔水泥混凝土路面的概念。多孔水泥混凝土作为隧道路面材料具有良好的发展潜力和广阔的应用前景。文章根据普通多孔混凝土材料应用于隧道路面存在的问题，研究制备强度高、耐久度高、排水和降噪良好的高性能多孔水泥混凝土的各项技术措施，为其在隧道工程中的应用提供技术参考。 本课题从多孔水泥混凝土级配设计的角度，研究多孔水泥混凝土原材料选择、孔隙率的测定方法、强度与孔隙率的关系、外掺材料对多孔混凝土强度的影响、力学性能以及室内成型工艺等内容。 首先，本课题对制备高性能多孔水泥混凝土的原材料进行了选择与试验。根据初选的八组矿料级配，通过强度和孔隙率试验初步优选出一组最佳级配2#-2(粒径5-10mm集料占80%)，并提出了多孔水泥混凝土孔隙率的测定方法。接下来，由水泥浆裹覆试验及混凝土强度试验确定并验证水灰比和灰集比，推荐水灰比为0.27，灰集比为0.25。同时，通过比较不同的室内成型方法，选择振动-碾压成型为较理想的成型方法。这样，就可以进一步确定级配2#-2确实为最佳级配。 然后，采用不同比例的粉煤灰超量内掺、外掺，硅灰内掺、外掺，以及粉煤灰与硅灰复合内掺、复合外掺等方式制备添加外掺材料的水泥胶浆试件和基准水泥净浆试件，主要通过比较它们在不同龄期的强度来选出外掺材料合适的掺量和掺入方式。根据这些，制备加入外掺材料的混凝土试件，进一步确定外掺材料的最佳掺入方式和比例。对于内掺法，推荐用复合内掺粉煤灰(10%)与硅灰(6%)；对于外掺，则选用复合外掺粉煤灰(10%)和硅灰(4%)。 最后，主要针对隧道路面特点，建立了三维有限元模型，模拟分析了不同情况下的多孔混凝土路面力学响应和规律，并建立隧道多孔混凝土路面设计方法。对于隧道路面结构，由于基岩、基层模量均较高，且考虑到隧道内各结构层的整体性较好，因而计算中可以按照面板与基层结合式模型进行力学分析和设计。 |
| 作者： | 时啸林 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 扈惠敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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