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抗裂型公路水泥稳定碎石基层混合料配合比设计及路用性能研究
| 论文题名： | 抗裂型公路水泥稳定碎石基层混合料配合比设计及路用性能研究 |
| 关键词： | 抗裂型公路;水泥稳定碎石基层;混合料;配合比设计;表面振动压实法;振动搅拌;路用性能 |
| 摘要： | 水泥稳定碎石基层是一种整体性能好、承载能力强、施工工艺简单、具有经济适用等良好特点的一种半刚性基层材料，现在广泛应用于国内的公路建设中。但是水泥稳定碎石对于温缩和干缩作用很敏感，使得采用水泥稳定碎石作为基层的道路在通车后容易产生大量的收缩裂缝，随后反射到面层，严重影响公路的路用性能和使用寿命。因此，本文针对水泥稳定碎石基层易开裂的问题，通过优化配合比设计、加强室内实验室控制、改善施工工艺三个方面进行研究；通关室内试验和工程实际铺筑试验段相结合的方式。展开对抗裂型水泥稳定碎石基层混合料配合比设计及路用性能研究。 在优化配合比设计方面，通过对水泥稳定碎石材料的结构组成和级配设计进行分析，分别对粗细集料进行级配设计，然后通过计算机验算和测定不同粗细集料质量比的7d无侧限抗压强度值，最终确定混合料合成级配，并用贝雷法进行验证，最终确定混合料的抗裂型级配。最后在确定的级配基础上，通过实验确定水泥剂量为4%。为测定所设计的级配的抗裂性和路用性能，分别将设计级配和规范中值级配制成相应的试件。对比分析两种级配力学性能和路用性能的优劣。试验表明，设计级配的无侧限抗压值、抗压回弹模量值、抗冻性能分别比规范中值级配的平均值高13.9%、8.6%、2.3%；干缩应变、干缩系数、平均温缩系数、累计冲刷质量损失分别小16.4%、17.7%、14.2%、35.1%。试验表明设计级配具有良好的抗裂性。 在加强试验室控制方面，主要是采用表面振动压实仪取代重型击实仪。由振动法和重型击实法、静压成型试件进行对比分析，研究结果表明，由振动法确定的最大干密度平均值是重型击实法的1.036倍，最佳含水率仅为0.924倍。由振动法成型的试件的7d无侧限抗压强度值远高于静压成型的试件，其对于级配的影响、干缩应变、干缩系数远小于静压成型的试件，因此采用表面振动压实法能有效的提升水泥稳定碎石混合料的抗裂性。 在优化施工工艺方面，结合昌九高速改扩建工程，采用振动搅拌技术取代传统静力搅拌技术。相关研究表明，振动搅拌技术可以将水泥稳定类碎石中的水和水泥团、灰团振碎，使其均匀的分布在混合料中，包裹于骨料上，拌制的水泥稳定类材料质量稳定，耐久性提高；拌制的混合料均匀性好，激发了材料本身的性能，从而可以降低水泥剂量，节约水泥，为使用单位创造额外的经济效益；运输、摊铺工程中不离析，施工性能好，混合料取芯容易，密实性好；路面基层裂缝大幅度减少。 |
| 作者： | 熊杰 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 刘福明;刘毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌工程学院 |
| 学位年度： | 2018 |
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