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原文传递石灰粉煤灰水泥稳定碎石基层的力学性能试验研究

论文题名：	石灰粉煤灰水泥稳定碎石基层的力学性能试验研究
关键词：	路面基层;水泥稳定碎石材料;石灰材料;粉煤灰;力学性能
摘要：	石灰粉煤灰普通硅酸盐水泥稳定碎石基层具有后期强度高、稳定性性好的特点，是中国常用的路面基层材料之一，但是其早期强度较低，用作路面维修养护材料时不能快速开放交通。硫铝酸盐水泥（SAC）的早期强度较高，生产成本低、工艺简单，具有抗渗、抗冻、耐腐蚀、碱度低等特点，已被成功用于道路快速施工、路面抢修等。为此，本文以石灰粉煤灰硫铝酸盐水泥稳定碎石作为路面基层材料，并与石灰粉煤灰普通硅酸盐水泥稳定碎石材料的无侧限抗压强度（UCS）、劈裂拉伸强度（STS）以及抗冻性能进行了对比研究，为工程提供参考。本文首先根据泰波理论在规范推荐范围内确定碎石的级配，并根据分形理论计算了碎石的分形维数，然后确定了石灰粉煤灰水泥稳定碎石混合料的配合比，最后对材料进行力学性能试验分析，主要研究内容包括：　　（1）采用击实试验确定石灰粉煤灰水泥稳定碎石混合料的最大干密度和最佳含水率。试验结果表明：该混合料的最大干密度随着所用无机结合料掺量的增加而减小，而最佳含水率随之升高；当无机结合料的掺量相同，混合料的最佳含水率随着碎石中粗集料掺量的增加而降低，最大干密度随着粗集料掺量的增加而增大。　　（2）将不同配合比和级配的石灰粉煤灰硫铝酸盐水泥稳定碎石混合料与石灰粉煤灰普通硅酸盐水泥稳定碎石混合料试样分别养护1天、4天、7天、28天、90天，然后对不同龄期的试样进行无侧限抗压强度试验（UCT），探讨了养护龄期、水泥种类、水泥掺量、无机结合料的掺量、碎石级配对混合料UCS的影响。试验结果表明：随着养护龄期和水泥掺量的增加，混合料的UCS也随之增加，石灰以及粉煤灰对材料的后期强度影响显著，硫铝酸盐水泥则对混合料的早期强度提升明显，且后期的UCS没有明显的降低，可以满足基层材料UCS的要求，达到快速开放交通的目的。　　（3）将不同配合比和级配的石灰粉煤灰硫铝酸盐水泥稳定碎石混合料与石灰粉煤灰硅酸盐水泥稳定碎石混合料分别养护1天、4天、7天、28天、90天，然后对不同龄期的试样进行劈裂拉伸强度试验（STT），探讨了养护时间、水泥种类、水泥掺量、无机结合料掺量、碎石级配对混合料劈裂强度（STS）的影响。试验结果表明，硫铝酸盐水泥能够提高石灰粉煤灰水泥稳定碎石早期的STS，随着水泥掺量和养护时间的增加，混合料的STS也随着增加，石灰粉煤灰对材料后期的STS提升起重要作用。　　（4）采用正交试验方法，以养护28天时石灰粉煤灰水泥稳定碎石混合料冻融循环五次后的无侧限抗压强度损失（BDR）为指标，考察了水泥掺量、碎石级配、水泥种类，无机结合料的掺量对其影响。试验结果表明水泥掺量和无机结合料掺量是影响石灰粉煤灰水泥稳定碎石混合料BDR的主要因素，相对来说水泥种类和碎石级配对BDR的影响较小，硫铝酸盐水泥类稳定碎石混合料相比于普通硅酸盐水泥类稳定碎石混合料，其抗冻性能更好。　　可知石灰粉煤灰硫铝酸盐水泥稳定碎石混合料比石灰粉煤灰硅酸盐水泥稳定碎石混合料的早期强度更高，且后期强度没有明显降低，冻融性能良好，是一种良好的路面基层材料。用于道路的快速施工和维修养护时，可以达到较早开放交通的目的。
作者：	连尚承
专业：	岩土工程
导师：	贾亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州理工大学
学位年度：	2021