隨著路面材料研究的深入與發(fā)展,我國(guó)瀝青路面和水泥路面設(shè)計(jì)施工技術(shù)已取得巨大進(jìn)步,路面的整體使用性能及服務(wù)壽命得到了顯著提升。但在部分特殊路段,如長(zhǎng)陡坡路段、隧道、收費(fèi)道口和道路交叉口等,對(duì)路面材料的高溫穩(wěn)定性能、抗疲勞性能和抗水損害性能均提出了更高的要求,在該路段上使用常規(guī)瀝青混合料或水泥混凝土容易導(dǎo)致路面功能性及結(jié)構(gòu)性損壞。現(xiàn)有研究表明:采用高模量、高耐磨耗材料可以得到高強(qiáng)路面材料,但在經(jīng)濟(jì)層面上往往難以承受,無(wú)法大量推廣。對(duì)于此類特殊路段,我們?nèi)孕枰环N性能良好、經(jīng)濟(jì)合理的路面材料。顯然,兼具高溫穩(wěn)定性好、耐久性強(qiáng)和投資較少等特點(diǎn)的半柔性路面材料是一種合適的選擇,但其開(kāi)裂問(wèn)題在一定程度上阻礙了這種路面的發(fā)展與推廣。本文釆用高韌性水泥基復(fù)合材料(ECC)替代原有的水泥灌漿材料,并利用其對(duì)裂縫寬度出色的控制能力、低水灰比及自愈合等特點(diǎn),在一定程度上改善半柔性路面材料的開(kāi)裂問(wèn)題,本文具體研究工作如下:1)設(shè)計(jì)得到不同空隙率的瀝青混合料級(jí)配,由析漏試驗(yàn)和飛散試驗(yàn)驗(yàn)算不同級(jí)配下混合料的最佳瀝青用量,不同空隙大小的母體瀝青混合料配合比。試驗(yàn)結(jié)果表明:母體瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。2)對(duì)比分析幾種常見(jiàn)纖維的物理經(jīng)濟(jì)指標(biāo),選擇PVA纖維作為本試驗(yàn)用材料。分析水灰比、纖維長(zhǎng)短、含砂量及纖維摻量對(duì)砂漿流動(dòng)度及可灌性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)水灰比為0.23,纖維長(zhǎng)度為5mm~10mm、纖維摻量為1%~2%,含砂量為20%時(shí)砂漿的流動(dòng)度和灌漿效果較好,且強(qiáng)度符合要求。3)抗折抗壓試驗(yàn)表明:ECC材料強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)而增大,其韌性和試件結(jié)構(gòu)整體性優(yōu)于普通砂漿;隨著纖維摻量增加,抗折強(qiáng)度略微提升,產(chǎn)生的裂縫寬度減小,抗壓強(qiáng)度提升不顯著;ECC早期養(yǎng)護(hù)的收縮變形大于普通砂漿,干縮應(yīng)變值較大。隨齡期增長(zhǎng)三者干縮應(yīng)變?cè)龃?但變化趨于平緩。摻量1%的干縮應(yīng)變值最大,其次為2%,最后為普通砂漿。4)路用性能試驗(yàn)結(jié)果表明:ECC砂漿和普通砂漿作為不同空隙率母體瀝青混合料的灌注材料,均表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性,且動(dòng)穩(wěn)定度隨空隙率增加而增大,但摻ECC砂漿的半柔性路面材料變形小,流值低。摻ECC砂漿的半柔性材料的抗裂性比SMA-16瀝青混合料差,優(yōu)于普通半柔性材料。與普通水泥砂漿相比摻ECC砂漿試件疲勞性能較好,其抗疲勞性能隨混合料的空隙率增大而增強(qiáng)。5)自愈合試驗(yàn)表明:濕熱空氣中養(yǎng)護(hù)的帶裂縫試件力學(xué)性能恢復(fù)優(yōu)于其他兩種情況;紅外光譜試驗(yàn)及掃描電鏡試驗(yàn)結(jié)果表明,在自愈合的過(guò)程中的二次水化生成了以C-S-H和鈣礬石為主的產(chǎn)物,并達(dá)到填充裂縫及自愈合的效果,并解釋了其在不同環(huán)境下力學(xué)性能恢復(fù)的原因。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U414
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 半柔性路面開(kāi)裂機(jī)理分析
        1.2.1 半柔性路面結(jié)構(gòu)
        1.2.2 半柔性路面的開(kāi)裂類型
        1.2.3 半柔性路面開(kāi)裂的影響因素
    1.3 ECC材料國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 ECC的理論研究
        1.3.2 ECC材料的性能研究
        1.3.3 ECC材料的自愈合性能研究
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 本文技術(shù)路線
第二章 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.1 原材料
        2.1.1 瀝青
        2.1.2 集料與填料
        2.1.3 水泥
        2.1.4 粉煤灰
    2.2 瀝青混合料設(shè)計(jì)
        2.2.1 母體瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)
        2.2.2 最佳瀝青用量計(jì)算
    2.3 砂漿設(shè)計(jì)方法研究
    2.4 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        2.4.1 高溫性能
        2.4.2 低溫性能
        2.4.3 疲勞性能
        2.4.4 自愈合性能
    2.5 小結(jié)
第三章 ECC砂漿的制備和性能研究
    3.1 纖維的選擇
    3.2 灌漿效果的影響因素分析
        3.2.1 水灰比和纖維摻量的初步確定
        3.2.2 纖維長(zhǎng)度對(duì)灌漿效果的影響
        3.2.3 含砂量對(duì)灌漿效果的影響
        3.2.4 母體混合料空隙率對(duì)灌漿效果的影響
    3.3 砂漿的制備過(guò)程
    3.4 砂漿力學(xué)性能研究
        3.4.1 抗折強(qiáng)度試驗(yàn)
        3.4.2 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
        3.4.3 干縮試驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 ECC砂漿對(duì)瀝青混合料性能的影響研究
    4.1 灌漿量的確定
    4.2 半柔性混合料試件制備
        4.2.1 馬歇爾試件
        4.2.2 車轍板試件
        4.2.3 混合料灌漿效果研究
    4.3 路用性能試驗(yàn)
        4.3.1 高溫性能
        4.3.2 低溫性能
        4.3.3 疲勞試驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 ECC材料自愈合性能研究
    5.1 水泥基材料自愈合機(jī)理
    5.2 ECC的自愈合性能研究
        5.2.1 試件的預(yù)處理
        5.2.2 試件的養(yǎng)護(hù)
        5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.3 傅里葉紅外光譜試驗(yàn)
        5.3.1 試驗(yàn)流程
        5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.4 掃描電鏡試驗(yàn)
        5.4.1 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2855160