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原文传递卵石机制砂水泥混凝土路面耐磨抗滑性能研究

论文题名：	卵石机制砂水泥混凝土路面耐磨抗滑性能研究
关键词：	卵石机制砂;水泥混凝土路面;耐磨性;抗滑性;施工工艺
摘要：	现阶段随着河砂过量开采，资源已逐渐枯竭，细集料的缺乏制约着水泥混凝土路面发展。机制砂作为可再生资源的一种，近年来得到国家政策的大力支持，并已逐渐开始替代河砂运用在水泥混凝土路面工程中。由于卵石具有与河砂相近的料源特性，卵石机制砂成为路面用细集料的重要选择。水泥混凝土路面耐磨和抗滑性能是决定路面安全行驶的两项重要指标，但目前卵石机制砂水泥混凝土路面耐磨和抗滑性能研究尚不充分，因此开展卵石机制砂水泥混凝土路面耐磨抗滑性能的研究对推广机制砂水泥混凝土路面具有重要意义。本研究基于摩擦学理论，以岩性、水灰比和石粉含量作为耐磨和抗滑性能的主要影响因素，通过试验和理论方法研究了卵石机制砂混凝土路面的耐磨和抗滑性能，建立相应的理论模型并运用在实际工程中。本研究的主要成果如下：　　（1）通过对卵石机制砂的基本物理性能开展试验研究，发现以石英矿物为主的卵石机制砂与河砂有相近的料源特性，其各项物理性能均可满足工程规范需求。并通过混凝土的普适体积模型，基于全计算理论和已有理论经验公式，计算获得了卵石机制砂混凝土的实验室配合比。对于本工程而言，当水泥浆体体积为350L时，混凝土性能最佳。通过合理的减少单位体积水泥用量和添加减水剂，减缓了由于石粉存在带来混凝土加速硬化现象，提高了卵石机制砂混凝土的工作性能。　　（2）基于已有的磨损理论，分析了混凝土路面的磨损机理，获得了影响卵石机制砂混凝土耐磨性能的主要影响因素，并依据规范的耐磨性标准试验，分别针对岩性、水灰比和石粉含量开展了试验研究。试验发现卵石机制砂混凝土的磨损量较天然河沙和石灰岩机制砂分别减少了9.3%和7.7%，卵石机制砂耐磨性能优于石灰岩机制砂；相较于水灰比为0.42的试件，水灰比为0.34、0.36、0.38和0.40的试件磨损量分别降低了18.8%，10.1%，5.2%和2.9%，水灰比降低能够提高其耐磨性能；石粉含量为5%的试件较石粉含量为3%、7%和10%的试件，磨损量分别减少了5.9%、14.5%和22.4%，因此适量的石粉存在能够改善卵石机制混凝土路面的耐磨性能。　　（3）基于摩擦学理论，建立了卵石机制砂混凝土的抗滑三分量模型，通过摆式仪试验，分析了岩性、水灰比和石粉含量对抗滑性能指标的影响。试验结果表明在不同磨光次数下，相较于河沙混凝土，卵石机制砂混凝土和石灰岩机制砂混凝土的BPN值平均降低了5.7%和11.3%，卵石机制砂混凝土的抗滑性能优于石灰岩，但是弱于河沙；相较于水灰比0.41的试件，水灰比为0.35和0.38的试件BPN值平均下降了19.28%和14.85%，水灰比的降低能够提高卵石机制砂混凝土的抗滑性能；石粉含量为3%的试件其BPN值最大，石粉含量越少抗滑性能越佳。并基于试验和抗滑三分量模型，提出了卵石机制砂混凝土路面相应的抗滑构造措施。　　（4）通过铺筑试验路段，设计了适用于现场的施工配合比，验证卵石机制砂水泥混凝土路面的适用性。并且基于耐磨和抗滑性能的研究，设计了较好的构造措施，能够满足实际工程中对路面耐磨和抗滑性能的要求。
作者：	文翰程
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