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半刚性基层材料的初期耐久性研究
| 论文题名： | 半刚性基层材料的初期耐久性研究 |
| 关键词： | 水泥稳定级配碎石;半刚性基层材料;沥青路面;初期耐久性;疲劳性能 |
| 摘要： | 半刚性基层沥青路面是我国使用最为广泛的路面结构形式。其具有承载能力大、抗车辙能力强、价格低廉等优点。在国内外广泛修建长寿命路面的今天，我国的半刚性基层沥青路面也面临着新的要求。为保证半刚性基层材料的初期耐久性、成功修建半刚性基层长寿命沥青路面，沙庆林院士提出了“新水泥稳定级配碎石(CBG-25)设计方法”。本文以CBG-25为半刚性材料的代表，对半刚性材料的初期耐久性进行研究。 疲劳性能是制约着半刚性基层初期耐久性的关键因素之一。半刚性基层的疲劳寿命直接决定着路面整体的使用寿命。温度收缩与干燥收缩性能也是影响半刚性材料初期耐久性的关键因素。半刚性基层材料的收缩性能决定了基层铺设初期的微裂缝数量及其扩展程度;在行车荷载下，收缩裂缝还会引起“应力/应变集中”从而缩短半刚性基层的疲劳寿命，影响其初期耐久性。基于以上情况，本文针对半刚性材料的疲劳性能和温缩、干缩性能及其相应的试验方法展开了研究。 本文针对不同水泥含量、不同级配和不同尺寸的水泥稳定级配碎石进行了11组2种控制模式下的疲劳试验，选用了2种三分点-弯拉疲劳试验。通过试验得到不同CBG-25的弯拉模量、弯拉强度、疲劳方程和疲劳极限，并发现:1）CBG-25的模量与疲劳寿命与强度有密切关联;2）不同疲劳破坏标准下得到的疲劳方程具有很大的差异;3）耗散能法是一种可用于半刚性材料的疲劳分析方法，同时通过耗散能法能将应力、应变模式下的疲劳试验结果进行统一;4）尺寸效应对CBG-25的模量、强度和疲劳性能有巨大的影响;5）与部分传统的半刚性材料相比，CBG-25具有较好的模量、强度和疲劳性能，适宜于修建长寿命路面。 在对温缩、干缩性能进行研究的过程中采用均匀设计法进行试验方案设计。在对十种不同参数的CBG-25用LVDT进行收缩试验，在此基础上得到了水稳碎石材料的温缩、干缩特性以及水泥含量、级配与干缩性能间的函数模型。研究结果表明:在保证CBG-25水泥含量（即保证了强度、模量和疲劳性能）的前提下能通过调整级配来改善其温缩、干缩性能。同时，本文通过“收缩-强度比”将CBG-25的疲劳性能与收缩性能进行了联系。 在下一步的工作中，应将本文得到的“半刚性材料疲劳特性”和“收缩特性”与“路面结构状态”、“层间状态”、“路面干湿状态”、“路面温度变化状态”等因素进行综合考虑，通过数值模拟得到半刚性结构层的“初期寿命预估模型”。 |
| 作者： | 刘章 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王旭东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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