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植物沥青基半柔性基层作用机理与关键技术研究
| 论文题名： | 植物沥青基半柔性基层作用机理与关键技术研究 |
| 关键词： | 沥青路面;植物沥青;半柔性基层;抗压强度;干缩系数;温缩系数;激发剂 |
| 摘要： | 我国高速公路和高等级道路的结构形式多为半刚性基层沥青路面，这类路面中，半刚性基层材料起到主要承重作用。半刚性基层有强度大、造价低、水稳性好等优点，同时半刚性基层由于干燥收缩和温度收缩会引起开裂，轻则降低基层的承载能力，重则影响到路面的使用寿命。如何有效抑制和减少半刚性基层的开裂，一直是研究的热点。半刚性基层的抗裂性通常以干缩系数和温缩系数两个指标来评价。 植物沥青是生物质深加工过程中的一种副产品，年产量高，目前主要应用于铸造粘合剂和防水沥青等领域，或直接作为重油填充料燃烧掉。本文通过在半刚性材料中引入植物沥青这种环境友好、价格低廉的新材料，来改善半刚性基层材料的干缩和温缩性能，以达到增强抗裂性的目的。通过室内试验，分别从植物沥青与水泥相互作用机理、植物沥青用量的确定、植物沥青对水泥胶砂干缩率的改善、植物沥青改善水泥稳定细粒土的强度、植物沥青改善水泥稳定细粒土的干缩和温缩性能、植物沥青对水泥稳定碎石强度的影响几个方面进行实验考察，发现植物沥青引入到半刚性基层材料中，对水泥稳定细粒土和水泥稳定碎石的强度损失很大，原因是植物沥青油性分子分散于水泥颗粒之间，阻碍水泥的水化反应，同时植物沥青的溶解过程产生大量气泡，两个因素共同作用对半刚性基层材料的强度产生极为不利的影响。进而提出采用添加剂和改善工艺的措施方法，以提高最终强度。通过实验，考察了沥青乳化剂、硅烷偶联剂、混凝土三乙醇胺早强剂等几种添加剂与植物沥青的相互作用，最终确定通过高温养生和NaOH强碱激发水泥水化的办法，可以提高植物沥青基半柔性基层材料的最终强度。 实验结果表明:(1)植物沥青的用量占水泥质量分数5％时，对水泥胶砂的干缩率改善可达35％;(2)在水泥稳定土中，植物沥青用量占素土质量5％时，对干缩系数有8.5％的改善，对温缩系数最大有30％的改善，通过NaOH强碱的促进作用，28d龄期的无侧限抗压强度可以达到对照组的87％;(3)植物沥青加入到水泥稳定碎石中，随着植物沥青用量的减小，水泥稳定碎石的强度有提高的趋势，结合高温养生和NaOH强碱激发，2％剂量的植物沥青-水泥稳定碎石的最终强度可以达到2.8MPa，进一步减小植物沥青的用量可以使植物沥青-水泥稳定碎石的强度提高，以满足规范要求。结论表明植物沥青能够增强半刚性基层材料的抗裂性能。 |
| 作者： | 陈东军 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 刘树堂 |
| 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 |
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