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原文传递滨海地区水泥稳定花岗岩风化料材料特性研究

论文题名：	滨海地区水泥稳定花岗岩风化料材料特性研究
关键词：	半刚性材料;花岗岩风化料;材料性能;滨海地区;路面结构
摘要：	鲁东滨海地区地处山岭重丘区，岩层埋藏较浅，路基、地基的支撑条件良好，且交通量较小，重载交通较少，但该地区道路在运营过程中，材料性能衰减迅速，路面早期病害严重。该地区花岗岩风化料分布广泛，它是一种特殊的岩土类型，颗粒本身强度较低，遇水易软化，而水泥稳定花岗岩风化料在该地区常被用作半刚性底基层材料，其材料性能直接影响了该地区的公路建设质量和服务水平。此外，由于特殊的气候地形条件，鲁东滨海地区路面材料长期经受可溶盐的影响，可能导致水泥稳定花岗岩风化料材料性能的快速衰减。因此，研究水泥稳定花岗岩风化料的初始材料特性及在可溶盐腐蚀环境下材料性能衰减状况，对于优化材料设计、缓解区域内路面结构早期损坏具有重要意义。　　结合鲁东滨海地区底基层水泥稳定花岗岩风化料材料实际应用状况，根据该地区地层分布情况及风化料的工程特性，对花岗岩风化料进行了工程特征区域划分;采用可溶盐溶液腐蚀的方法，从无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性能、抗冲刷性能、抗收缩性能等方面，分别对20％、30％、40％3种粗集料含量的水泥稳定花岗岩风化料在标准养生、浸水养生、浸溶液养生条件下的材料性能进行了试验研究，通过对不同养生条件下材料性能指标的对比分析，评价了粗集料含量对水泥稳定花岗岩风化料初始材料性能及抗可溶盐腐蚀能力的影响;采用有限元计算的方法，对不同粗集料含量的水泥稳定花岗岩风化料底基层路面结构的力学响应进行了分析。　　结果表明，通过对鲁东滨海地区地层分布及风化料工程特性的研究，可将该地区划分为元古代分区和中生代分区两个工程特征区域;随着粗集料含量的增加，除劈裂强度缓慢减小外，水泥稳定花岗岩风化料初始材料性能呈增长趋势，且粗集料含量由30％增加到40％，增幅较小;在粗集料含量为20％时，在可溶盐长期(90d)腐蚀作用下，材料的使用性能极差，各项指标的抗腐蚀系数多低于的0.3，抗压回弹模量仅为0.067，抗冲刷性能几乎为0;在可溶盐腐蚀作用下，随着粗集料含量的增加，材料的使用性能逐渐改善，在粗集料含量为40％时，在可溶盐长期(90d)腐蚀作用下，材料的使用性能除抗冲刷性能外，可达到浸水养生的60％以上;在受可溶盐腐蚀影响的条件下，路面结构高应力区由底基层上升到基层，导致基层受弯拉状况恶化，但随着底基层粗集料含量的增加，基层层底拉应力逐渐减小，当粗集料含量增大到40％，基层受弯拉状况较为理想。总体来说，在受可溶盐影响较大的地区，底基层宜采用40％粗集料含量的水泥稳定花岗岩风化料;而在受可溶盐腐蚀影响较小的地区，底基层宜采用30％粗集料含量的水泥稳定花岗岩风化料，以合理控制各层模量比。
作者：	张昊
专业：	道路与铁道工程
导师：	姚占勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文