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基于抗裂性能的水泥稳定碎石级配组成与路用性能研究
| 论文题名： | 基于抗裂性能的水泥稳定碎石级配组成与路用性能研究 |
| 关键词： | 抗裂性能;水泥稳定碎石基层;集料级配组成;无侧限抗压强度;基层材料;水泥稳定碎石混合料;高速公路;正交试验设计方法;公路路面;收缩裂缝;评价系数;劈裂强度;路用性能;沥青路面结构;弹性层状体系理论;物理力学试验;施工技术规范;级配组成设计;灰色关联分析;抗开裂性能 |
| 摘要： | 水泥稳定碎石由于具有强度高、刚度大、整体性强、水稳性和抗冻性好以及抗行车 疲劳性能较好、施工方便等特点，被一些地区作为首选材料应用于高速公路路面结构中， 但它在湿度、温度变化时易产生收缩裂缝。采用我国《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ034-2000)推荐的水泥稳定碎石集料级配组成的混合料在实际应用中常出现较多的 收缩裂缝，导致沥青层表面形成反射裂缝，进而影响路面的使用性能和使用寿命。 本文根据目前国内高速公路水泥稳定碎石基层的使用情况，针对苏南地区高温多 雨，水泥稳定碎石基层易产生缩裂的特点，在调查和广泛收集资料的基础上，依托苏州 绕城高速公路路面工程系统开展基于抗裂性能的水泥稳定碎石级配组成与路用性能研 究，解决高速公路水泥稳定碎石基层的关键技术问题，以确保工程质量。 本文采用弹性层状体系理论和有限元法分析了水泥稳定碎石基层沥青路面结构在重 载交通下不同深度的应力应变情况，结合劈裂强度与无侧限抗压强度的相关方程，提出 了合理的水泥稳定碎石上、下基层强度限值，经设计和施工检验，建议在特重交通情况 下，水泥稳定碎石下基层材料7d龄期的无侧限抗压强度为3.0±0.25MPa，上基层材料 7d龄期的无侧限抗压强度为2.5±0.25MPa。 在国内外研究成果和原材料基本性能测试的基础上，通过无侧限抗压强度、劈裂强 度、干缩及温缩等物理力学试验，开展了考虑抗裂性能的水泥稳定碎石级配组成设计的 试验研究，提出了抗裂性能较好的水泥稳定碎石基层材料的集料级配组成范围；分析了 水泥稳定碎石基层材料强度和收缩特性的影响因素，提出了水泥稳定碎石基层适宜的施 工温度为5℃～15℃，分析了收缩开裂机理，提出了采用抗裂评价系数作为水泥稳定碎石 基层抗开裂性能的评定指标；并在此基础上，采用正交试验设计方法和灰色关联分析方 法进行水泥稳定碎石基层材料的级配组成优化设计研究，提出了抗裂性能良好的级配组 成设计方法和设计方案；提出了基于抗裂性能的水泥稳定碎石混合料配合比设计方法。 为进一步完善水泥稳定碎石混合料的级配组成、改善其收缩性能提供参考。 关键词：道路工程；水泥稳定碎石；级配组成；抗裂性能；路用性能；正交试验；关联度；无侧限抗压强度；劈裂强度；干缩应变；温缩应变；抗裂评价系数 |
| 作者： | 孙兆辉 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 许志鸿 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学交通运输工程学院 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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