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新型水性聚合物稳定碎石基层材料路用性能研究
| 论文题名： | 新型水性聚合物稳定碎石基层材料路用性能研究 |
| 关键词： | 水性聚合物稳定碎石;失水规律;力学性能;路用性能 |
| 摘要： | 随着我国国民经济的飞速发展，交通强国建设事业也稳步推进，目前我国已建成全球最大的高速公路网络。半刚性基层因其具有刚度大、强度高、水稳定性好等优点，被广泛应用于我国高等级路面结构的基层，但半刚性基层沥青路面结构易产生反射裂缝，使得沥青路面在建成使用不久后需要频繁翻修维护。而柔性基层可有效抑制或减少反射裂缝，成为从根本上解决沥青路面反射裂缝问题的有效途径。近年来，国外道路工程研究人员开始采用聚合物稳定级配碎石作柔性基层，展现出较好的抗反射裂缝效果，但这项技术在国内的应用仍处于起步阶段，应用研究较少。为此，本课题组自主研发了一种新型水性聚合物(XTP)作为稳定碎石材料的胶结料，展现出良好的性能。本论文旨在深入研究XTP稳定碎石的强度形成机理及路用力学性能，对于推动水性聚合物稳定碎石的工程应用有重要的意义。 水性聚合物稳定碎石主要通过失水形成强度。基于室内失水干燥试验，研究了XTP稳定碎石失水规律及强度形成规律。研究结果表明:XTP稳定碎石失水过程依次经历快速失水阶段、缓慢失水阶段及稳定失水阶段。恒定温度下XTP稳定碎石累计失水率随养护时间延长而增长，而失水速率随着养护时间延长而降低，且降幅逐渐减小;而养护温度只影响XTP稳定碎石达到完全干化状态的养护时间，并不影响完全失水后的强度;XTP稳定碎石强度随养护时间延长而增长，当水分完全散失后，强度也不再增长。因此，为提高室内试验效率，根据失水干燥试验结果推荐室内实验养护温度为90℃。 采用无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR值及抗压回弹模量指标，评价了不同级配类型及聚合物掺量XTP稳定碎石的力学性能。研究结果表明:同种聚合物掺量下，选用级配Ⅰ型XTP稳定碎石力学指标均优于级配Ⅱ型XTP稳定碎石的力学指标;当聚合物掺量从0.5％增加到2.0％时，同一级配类型XTP稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度及CBR值均呈现先增加后降低的趋势，当聚合物掺量为1.5％时，其无侧限抗压强度及劈裂强度达到最大值，CBR值在聚合物掺量为1.0％时达到最大值;XTP稳定碎石的抗压回弹模量随聚合物掺量增加而增长。 通过车辙实验、浸水实验、冻融实验、干缩实验及温缩实验评价了XTP稳定碎石的路用性能。研究结果表明:XTP稳定碎石在高温下有极强的抗永久变形能力;由于XTP材料自身优势，XTP稳定碎石的干缩性能及温缩性能明显优于水泥稳定碎石，有较好的抗开裂能力;XTP稳定碎石在长期浸水条件下强度有所下降，可在拌和过程中掺加少量水泥改善XTP稳定碎石的水稳定性。 |
| 作者： | 董鸣亮 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 任瑞波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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