【摘要】：論文以“廣東清連高速公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)材料及技術(shù)研究”項(xiàng)目為依托,針對(duì)其采用的普通水泥漿灌漿材料,提出了采用具有阻裂、增韌作用的聚丙烯纖維水泥漿的研究思路。從施工性入手,對(duì)其進(jìn)行了流動(dòng)性和坍落直徑測(cè)試,給出不同纖維長(zhǎng)度下的最大體積摻量,通過(guò)早期強(qiáng)度、沖擊等實(shí)驗(yàn)首先優(yōu)選出最佳纖維長(zhǎng)度,而后對(duì)其不同纖維體積摻量下的常規(guī)強(qiáng)度、收縮、韌性、抗裂等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究,優(yōu)選出最佳配合比。論文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：根據(jù)施工性的流動(dòng)度、坍落直徑要求,確定不同纖維長(zhǎng)度下的最大體積摻量,在最大摻量范圍內(nèi),選用幾個(gè)不同的摻量,在同摻量下對(duì)強(qiáng)度、沖擊性能等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),優(yōu)選纖維最佳長(zhǎng)度為9mm,根據(jù)不泌水要求,微調(diào)水灰比,確定纖維最大體積摻量為0.4%。在確定9mm為纖維最佳長(zhǎng)度后,研究了纖維不同體積摻量對(duì)水泥漿灌漿材料流動(dòng)性、坍落直徑的影響,隨著纖維體積摻量增加,其流動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng),坍落直徑變��；抗塑性收縮開(kāi)裂性能隨著纖維體積摻量的增加而不斷提高,開(kāi)裂面積減少56%-89%；聚丙烯纖維的摻入有效地改善了水泥凈漿的抗干燥收縮能力,在纖維體積摻量為0.4%時(shí),抗收縮效果最好,28d比普通水泥凈漿試件收縮率降低了48.2%。聚丙烯纖維的摻入提高了漿體的抗折強(qiáng)度,以試樣28d的抗折強(qiáng)度作為考察對(duì)象,在0.4%的體積摻量下,抗折強(qiáng)度提高幅度最大,為14.1%；在基體水泥凈漿中摻入聚丙烯纖維,總體上抗壓強(qiáng)度都有不同程度的提高,而僅在個(gè)別齡期某一摻量下抗壓強(qiáng)度略有降低采用ASTM C1018方法評(píng)價(jià)其彎曲、壓縮韌性,結(jié)果表明：聚丙烯纖維能夠增強(qiáng)水泥凈漿的韌性。摻入體積摻量0.1%-0.4%的聚丙烯纖維時(shí),彎曲韌性指數(shù)I5、E10比普通水泥凈漿分別提高了28%-123%、61%-267%。；壓縮韌性指數(shù)I5、乃0分別是普通水泥凈漿的1.15～1.66倍、1.24～2.03倍；聚丙烯纖維的摻入顯著改善了水泥凈漿的抗沖擊性能。在同等齡期的條件下,聚丙烯纖維摻入0.4%體積摻量的水泥漿,其抗沖擊性能要明顯優(yōu)于其他纖維體積摻量；聚丙烯纖維的摻入,對(duì)水泥凈漿斷裂韌性的改善效果明顯,隨著纖維體積摻量的增加,提高幅度先增大后減小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況,選出聚丙烯纖維的最佳體積摻量為0.4%。通過(guò)電鏡掃描分析得知,聚丙烯纖維的加入,加速了水泥水化進(jìn)程,纖維表面變得粗糙,表面被水化物包裹,表明聚丙烯纖維與周邊結(jié)構(gòu)形成有效粘結(jié)。
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圖片說(shuō)明： 現(xiàn)的裂紋在車輛荷載、環(huán)境溫度等因素的作用下，將逐漸向下擴(kuò)展并貫穿面層，逡逑此時(shí)，裂紋斷面兩側(cè)將產(chǎn)生相對(duì)位移，在這樣的情況下，若是裂紋沒(méi)有擴(kuò)展至基逡逑層，則在裂紋斷面的附近必然會(huì)出現(xiàn)面層與基層的脫離，形成脫空（圖２．１）。逡逑＜邐Ａ）！心邐：‘邐＜逡逑■邐．邋／＇：＜）邐．．邐Ｓ逡逑；邋＊邐＇Ｖ邐ｉ邋Ｓ＞Ｖ：ｉ＇邋．邋ｓ逡逑／邋？邋■，，逡逑圖２．１面層與基層的分離形成的脫空逡逑面層與基層之間的這種分離，將會(huì)產(chǎn)生微小的層間間隙，而由于水泥混凝±逡逑路面的脆性特性，，致使面層不能夠適應(yīng)這種層間的支承狀態(tài)改變，承載力就會(huì)成逡逑倍下降。這是因?yàn)槊鎸优c基層的分離并不是表面看到的一個(gè)簡(jiǎn)單的界面分離，實(shí)逡逑際上分離作為一種破壞形式，其中在分離界面附近還伴隨著材料的破壞，在雨水逡逑的沖刷、連續(xù)車輛荷載等的不斷作用下，分離界面附近的材料將會(huì)遭到嚴(yán)重的破逡逑壞，進(jìn)而在面層和基層么間形成破碎層（圖２．２（ａ））。大量的路面鉆芯取樣也表明逡逑了破碎層的嚴(yán)重（圖２．２（的）。逡逑邐邐邐邋Ｗ邋ｆ邋智Ｊ邋—邋‘、b8逡逑＾｜＇｜＇｜．＇胃胃；ｉ’＂？＂中逡逑破巧掉邐＾逡逑圖（ａ）層間分離后形成的破碎成邐圖化）鉆芯發(fā)現(xiàn)的破碎層逡逑圖么２分離界面附近破碎層逡逑面層與基層之間的過(guò)渡層破碎后
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圖片說(shuō)明： 從而破壞了混凝±面板與基層密貼的設(shè)計(jì)機(jī)理，使彈性地基上的彈性薄板受力模逡逑式變成懸臂薄板的受力模式。特別是在板角、板邊部位，在行車荷載的作用下，逡逑將產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力、應(yīng)變和彎沉，過(guò)早地導(dǎo)致混凝±板斷裂（如圖２．３）、破碎。逡逑這樣就加快了雨水的侵入，加大了脫空區(qū)的面積和深度，進(jìn)而使斷裂增加，這樣逡逑反復(fù)作用，最終導(dǎo)致面板嚴(yán)重破碎，嚴(yán)重影響水泥混凝±路面板的使用性能和疲逡逑勞壽命。逡逑車巧逡逑Ｉ逡逑ｔ尸向逡逑圖２．邋３脫空引起的開(kāi)裂逡逑表２．２列出了養(yǎng)護(hù)規(guī)范中提到的常見(jiàn)水泥混凝±路面破壞形式，有的屬于結(jié)構(gòu)逡逑性破壞，有的屬于功能性破壞，從中可發(fā)現(xiàn)路面損壞的一個(gè)重要原因是板的支逡逑承條件的惡化。除大面積縱向裂縫的出現(xiàn)與新老路基的結(jié)合和不均勻凍脹有關(guān)外，逡逑其余支承條件的惡化常與板底脫空有關(guān)。另外，研究表明縱向裂縫也存在著與交逡逑通渠化、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及板下脫空相關(guān)的可能。逡逑１１逡逑
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U418.6;U414

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