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板式无碴轨道CA砂浆材料的粘弹性原理及其性能研究
| 论文题名： | 板式无碴轨道CA砂浆材料的粘弹性原理及其性能研究 |
| 关键词： | CA砂浆;板式无碴轨道;粘弹性;高速铁路 |
| 摘要： | CA砂浆是板式无碴轨道的关键结构材料，主要起支撑、缓冲荷载、调整轨道精度的作用。CA砂浆的组成含有较高用量的有机材料（沥青），因此具有典型的粘弹性特性，其性能受荷载作用速率与温度影响十分显著。结合我国的气候特点与高速铁路荷载作用条件开展CA砂浆的粘弹性力学行为研究，对于开发适合我国高速铁路建设的耐久性CA砂浆材料将具有十分重要的指导意义。 本文研究建立了CA砂浆中沥青材料分布的理想结构模型，提出了其温度敏感性量化表征方法，探讨了CA砂浆中沥青分布对其温度敏感性的影响规律，揭示了其具有粘弹性特性的材料学原理。研究表明，优化其中的自由沥青与结构沥青相对比例，改善所用沥青材料的温度稳定性是提高CA砂浆温度稳定性的关键技术，研究并掌握了改善CA砂浆温度稳定性的材料制备方法。 基于时温等效原理并结合Arrhenius方程与sigmoidal函数，通过对CA砂浆在不同温度和加载频率下的力学行为的研究，利用非线性最小二乘法拟合得到了CA砂浆弹性模量主曲线和时间—温度转换因子，为CA砂浆在更广域时间、温度范围下的力学行为预测构建了研究平台，为其高温静态蠕变和低温抗裂性能提供了理论依据。 研究了典型环境温度（—20℃、20℃、60℃）环境中CA砂浆的疲劳性能，表明疲劳寿命对数值（1gN）与应力水平（S）呈现良好的线性相关性，并建立不同环境温度条件下CA砂浆的疲劳方程。相同应力水平条件下，CA砂浆在负温环境中的疲劳寿命低于在常温环境温度的，研究表明，CA砂浆的粘弹性特点是其在不同环境温度条件下具有良好耐疲劳性能的主要原因。 针对施工环境温度对CA砂浆性能，特别是工作性能与体积稳定性能的影响，系统研究了环境温度和搅拌工艺对CA砂浆性能的影响规律，掌握了复杂工况下CA砂浆工作性能和早期体积稳定性控制的关键技术。对于适应我国气候特点的高性能CA砂浆制备与施工具有指导意义。 |
| 作者： | 刘志超 |
| 专业： | 建筑材料与工程 |
| 导师： | 王发洲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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