水泥乳化瀝青混合料的壓實(shí)特性研究

發(fā)布時間：2020-08-12 17:55

【摘要】：水泥乳化瀝青混合料CEAM(Cement Emulsified Asphalt Mixture)由于其強(qiáng)度高,水穩(wěn)性突出和可實(shí)現(xiàn)常溫攤鋪壓實(shí)等優(yōu)點(diǎn),適用于中西部高寒地區(qū)特殊氣候條件下的路面建設(shè)。然而目前對該材料成型壓實(shí)特性了解不夠深入,已經(jīng)影響到其壓實(shí)工藝設(shè)計和實(shí)際路用。為此亟需研究并獲得該材料的壓實(shí)特性,從而提出與之相適應(yīng)的壓實(shí)方法和施工工藝,本文主要內(nèi)容如下:(1)首先開展了CEAM旋轉(zhuǎn)壓實(shí)特性試驗(yàn)研究,分析了環(huán)境溫度、靜置時間、旋壓角、旋壓次數(shù)等壓實(shí)參數(shù)對抗壓強(qiáng)度、密實(shí)度、壓實(shí)指數(shù)等壓實(shí)指標(biāo)的影響,結(jié)果表明較高的環(huán)境溫度與旋壓角,有利于提高試件的抗壓強(qiáng)度和密實(shí)度,而壓實(shí)速率K和密實(shí)能量指數(shù)CEI(Construction Energy Index)均會出現(xiàn)降低。此外,通過抗壓強(qiáng)度、密實(shí)度等材料成型指標(biāo),確定了該材料在不同環(huán)境溫度下靜置時間的選取范圍。(2)其次利用離散元軟件PFC(Particle Flow Code),從細(xì)觀層面對CEAM集料進(jìn)行離散元建模。對己有的不規(guī)則多面體虛擬集料生成方法進(jìn)行分析對比,優(yōu)選出隨機(jī)多面體填充法,針對虛擬集料的外形特征不能與實(shí)際集料建立聯(lián)系的缺點(diǎn),采用針度、扁平度、球度、棱角性等多面體外形輪廓參數(shù)對生成多面體進(jìn)行限制篩選,使虛擬多面體集料更加接近實(shí)際集料。(3)之后通過分析CEAM細(xì)觀接觸特點(diǎn),確定CEAM內(nèi)部各相材料之間的接觸模型,并建立CEAM內(nèi)部各接觸類型宏觀試驗(yàn)參數(shù)與離散元中各細(xì)觀模型參數(shù)的關(guān)系,并設(shè)計室內(nèi)砂漿恒載蠕變試驗(yàn)獲得CEAM對應(yīng)的細(xì)觀連接參數(shù)。在生成滿足實(shí)際集料形狀參數(shù)的隨機(jī)多面體離散元集料和材料各相接觸連接參數(shù)的基礎(chǔ)上,分別建立了砂漿和CEAM的三維離散元恒載蠕變虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并通過與室內(nèi)試驗(yàn)對比分析驗(yàn)證了模型的合理性。(4)最后通過建立CEAM旋轉(zhuǎn)壓實(shí)離散元模型,研究不同旋壓角下CEAM虛擬試件內(nèi)的剪應(yīng)力、剪切功、壓實(shí)功和試件內(nèi)不同位置孔隙率的變化規(guī)律。結(jié)果表明在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)過程中,剪應(yīng)力呈明顯三段式變化,即隨旋壓角的增加,最大剪應(yīng)力也會相應(yīng)地增加,后期恒定剪應(yīng)力會有所下降。此外,旋壓儀輸出能量遠(yuǎn)大于豎向壓實(shí)能量,且基本呈線性增長。且旋轉(zhuǎn)中心位置的孔隙率最低,試件內(nèi)部孔隙率與到旋轉(zhuǎn)中心位置的距離呈正相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U414
【圖文】：