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季冻区路用改性橡胶混凝土最佳配合比设计试验研究
| 论文题名： | 季冻区路用改性橡胶混凝土最佳配合比设计试验研究 |
| 关键词： | 路用橡胶混凝土;配合比设计;表面改性;力学性能;疲劳寿命 |
| 摘要： | 混凝土路面在季冻区温度频繁升降、正负温反复变化的环境中，经车轮荷载与冻融循环作用易发生疲劳破坏。橡胶混凝土韧性及抗冻性显著，在类似季冻区的频繁冻融地区具有应用前景，但其抗压及抗折强度较差，经性能改性优化可推广应用。 本文为改善橡胶混凝土的性能并确定最佳配合比，开展如下研究：（1）以橡胶颗粒等体积取代天然砂，分析取代率对性能的影响规律，确定最佳取代率范围及配合比；（2）以NaOH对橡胶颗粒进行表面改性，量化分析改性浓度及改性时间与力学性能的关系，确定最佳改性浓度及改性时间范围；（3）在NaOH改性的基础上分别外掺羧基丁苯乳胶（CSBL）、羟基水性丙烯酸树脂（ACR）及乳化沥青（EA）进行改性，分析聚合物掺量对性能的影响规律，确定最优改性剂及其最佳掺量范围；（4）运用冻融疲劳损伤的数学模型，预测季冻区路用改性橡胶混凝土寿命。其中主要研究结论如下： （1）随着取代率不断增加，混凝土抗压及抗折强度逐渐下降，但抗压强度的劣化程度更显著。同时，抗冻性能先提升后下降，取代率在12.5%左右最佳。橡胶混凝土抗压强度、抗折强度及抗冻性能分别相对最佳的取代率区间为5%~10.90%、5%~13.72%及6.5~12.5%，综合最佳的取代率区间为6.50%~10.90%。 （2）随着NaOH改性浓度及改性时间增加，橡胶混凝土的抗压强度及抗折强度均先增后降，但抗压强度变化更显著。力学性能最佳的NaOH改性浓度为4%，所对应的最佳改性时间为7.37h~15.05h。 （3）随着CSBL、ACR及EA掺量分别增加，NaOH-聚合物复合改性橡胶混凝土的抗压强度、抗折强度及抗冻性能均先提升后下降。ACR为最优改性剂，最佳掺量为1%~3%。 （4）经冻融疲劳损伤模型预测发现在季冻区内，改性后橡胶混凝土的寿命约达22~43年。 |
| 作者： | 高梦秋 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 苏有文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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