【博士】基于高性能的半刚性基层材料设计研究【2007】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：长安大学　　学位年度： 2007年　　半刚性基层沥青路面的结构性破坏、水损害、车辙都与半刚性基层材料的抗裂性能、抗拉强度、基层的模量、厚度以及基层的防水性能有密切的关系。要设计耐久性半刚性基层沥青路面，必须使半刚性基层材料具有优良的抗裂性能、适宜的抗压模量、较高的抗拉强度、良好的渗水性能。这些综合性能的要求即为高性能半刚性基层材料所应具备的基本性能。由此可知，研究高性能半刚性基层材料的设计是能否修建耐久性半刚性基层沥青路面关键的技术，具有非常重要的意义。　　基于高性能的半刚性基层材料设计研究的内容主要由两大部分组成：第一部分为基于高性能的水泥稳定类半刚性基层材料的设计，包括水泥稳定类高性能外加剂的研发、级配优选、设计方法、强度标准确定；第二部分为基于高性能的二灰稳定类基层材料的设计，包括级配优选、设计方法。两大部分具体研究内容为：1．水泥稳定类基层材料高性能外加剂的研制；2．基于高性能的水泥稳定类基层材料级配研究；3．基于高性能的水泥稳定类基层材料设计方法研究；4．基于高性能的二灰碎石集料级配研究；5．基于高性能的二灰碎石设计方法研究。　　本文通过系统研究得出如下结论： 1．水泥稳定类基层材料可以通过复合矿物外加剂与化学外加剂改善其路用性能。2．由混合料的力学性能试验可知，掺加外加剂的混合料有较高的强度，但其刚度却不高。而掺加复合外加剂的比单掺矿物外加剂的模量更小，实现了高强度低模量，因此提高了材料抗裂性能力和耐久性能。3．按照多指标评价方法，对于水泥稳定类材料六种不同的级配采用灰色关联决策进行计算分析，选出了级配H4是综合路用性能最优的级配，并提出了较优的集料级配控制区间。4．提出了基于高性能的水泥稳定材料的设计方法，按照这种设计方法设计能比较量化地设计出综合路用性能均优良的高性能水泥稳定基层材料。5．连续级配I设计的二灰碎石混合料不但具有良好的力学性能，而且具有良好的抗冲刷性能、耐疲劳性能和抗裂性能，综合路用性能优于其它级配。6．本文提出的基于高性能的二灰碎石混合料设计方法可以快速设计出骨架密实结构的高性能二灰碎石基层材料，实用性强，便于推广，且可计算混合料最佳含水量和最大干密度，对最大干密度试验结果进行补充论证。7．根据半刚性基层路面基层模量对面层剪应力、面层层底拉应力、基层层底拉应力及寿命的影响，得出了半刚性基层模量宜在1200MPa左右的结论。8．根据7天无侧限抗压强度与模量的关系，可较准确的得出与路面设计寿命相联系的半刚性基层材料的7天强度标准。　　

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