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水泥稳定碎石的振动溶蚀行为及其损伤演化研究
| 论文题名： | 水泥稳定碎石的振动溶蚀行为及其损伤演化研究 |
| 关键词： | 水泥稳定碎石;振动加速;损伤演化;声发射;抗冲刷性 |
| 摘要： | 路面基层材料的水损害问题一直是道路工程中的难题，溶蚀和冲刷是水泥稳定碎石主要的水损害形式。关于路面基层材料冲刷损伤、冲刷疲劳、冲刷试验和抗冲刷性能的研究已经产出了丰富的成果，并指导工程实践解决路面冲刷病害，但鲜有关于路面基层材料溶蚀的研究。本文基于公路实际溶蚀环境研究了水泥稳定碎石材料的溶蚀行为和溶蚀损伤演化规律，完善了路面基层材料水损害的研究。 （1）通过调查公路工作环境获得影响水泥稳定碎石溶蚀的关键参数，依据关键参数提出了加速溶蚀的新方法，开发了振动加速溶蚀装置。试验结果表明，该装置的最大冲刷压力不到冲刷试验压力的1/12，试验后试件表面无麻面，酚酞显色范围随着振动时间增加而迅速缩减，振动加速溶蚀方法安全高效； （2）通过试验获得了振动频率、振动加速度、溶蚀温度三个关键因素对水泥稳定碎石溶蚀的影响规律，振动NH4Cl溶液试验同时加速了溶解和扩散环节，溶蚀速度获得极大提升。振动溶蚀的试验结果表明80~180Hz振动频率范围内溶蚀效率先增后减、提升加速度或温度可大幅度提升溶蚀效率、振动NH4Cl溶液10h内可溶出约150gCaO。分析溶蚀加速机理为升温可以提高离子扩散系数、NH4Cl可以增大Ca2+的扩散通量、振动可以促进孔隙内物质的对流传递。 （3）通过振动不溶蚀试验和振动溶蚀试验的对比，以性状、性能和声发射参数为指标，研究了水泥稳定碎石的溶蚀损伤演化，揭示了溶蚀损伤机理。随溶蚀时间增长，性状损伤演化结果为溶蚀深度增大和超声波波速下降，性能损伤演化结果为无侧限抗压强度和抗劈裂强度下降，声发射损伤演化结果为撞击计数、幅值和能量参数频度和幅度下降。溶蚀数据显示由溶蚀引起的损伤远大于振动冲刷造成的损伤，溶蚀损伤是水泥稳定碎石材料水损害的重要原因。 |
| 作者： | 吴北成 |
| 专业： | 工程(建筑与土木工程) |
| 导师： | 梁军林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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