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沥青路面半刚性基层结构研究

郝东强  
【摘要】:水泥稳定粒料和二灰(石灰、粉煤灰)稳定粒料是两种典型的和常用的半刚性基层材料。水泥稳定粒料具有承载力高,早期强度高,水稳性和冰冻稳定性好,具有较强的抗冲刷能力,与下封层有较好的粘结力,施工方便等优点,但也存在收缩性大,易产生裂缝等缺陷。二灰稳定粒料具有后期强度高,收缩系数小,板体性好,水稳性、抗冻性较好,且能大量利用工业废料(粉煤灰),经济性好。同时也存在:①早期强度低,施工进度受到限制;②表面松散起灰,不利于层间结合;③耐冲刷性一般,影响耐久性。因此,对于水泥稳定粒料重要的是改善其抗裂性;对于二灰稳定粒料重要的是提高其早期强度。本论文以交通厅攻关项目为依托,通过查阅大量文献,掌握有关该问题的国内外研究情况及动态,进行大量的室内外试验研究和理论分析,对二灰稳定粒料的早强技术进行了深入的和系统的研究。对于二灰稳定粒料而言,重点研究了二灰、改性二灰及水泥粉煤灰结合料以及这些结合料稳定粒料基层的室内配比实验研究,还对磷石膏改性二灰进行了微观测试和强度形成机理研究。从而证明了在二灰稳定粒料中掺入工业废渣磷石膏和水泥均可以提高其早期强度,但是从经济方面考虑,掺入工业废渣磷石膏是一种更经济有效的方法。 通过以上对基层材料的研究,并且鉴于基层在沥青路面中的重要作用;本文还利用有限元法研究半刚性基层的厚度和弹性模量的变化对沥青路面的影响,有非常重大的实际意义。利用有限元法,通过改变半刚性基层的厚度和弹性模量对沥青路面的影响,分析得出了适当的增加半刚性基层的厚度、底基层的厚度和底基层弹性模量,可以提高路面的力学性能和使用寿命,但是当基层的强度达到一定的强度后,再增加它的强度对路面的影响不是太大。最后又利用有限元分析可以得出,级配碎石层可以有效的防止反射裂缝的发生。 本论文的研究将丰富和发展我国高速公路的设计与施工技术,对推动我国公路建设的发展起着积极的作用。


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