论文总字数：25168字

摘 要

半柔性路面因其优良的抗车辙能力在近年来被广泛应用于城市道路交叉口、公交专用车道等地。但在实际应用过程中发现，其收缩开裂现象较为严重，制约了其大范围的推广使用。因此对于半柔性路面材料早期收缩特性的试验探究具有重要的研究价值和现实意义。

本文采用室内试验，将基体沥青混合料空隙率、灌入胶浆的水灰比和灌浆料的种类作为复合材料早期收缩研究的影响因素，制备不同控制变量下的收缩试件，通过比长仪测量其早期收缩变形。通过收缩变形曲线可以得出，半柔性路面材料的整体收缩趋势是：收缩变形快速发展阶段在1d之内，1d之后收缩变形趋于平缓。当把空隙率作为控制变量时，其对于半柔性复合材料的早期收缩变形影响较小；而主要影响复合材料早期收缩变形的控制指标为灌入胶浆的水灰比和灌浆料的种类，其线收缩率的差值能达到0.0015和0.0007，即实际变形量的差值为0.3mm和0.14mm。这即说明半柔性路面材料的早期收缩主要与灌浆料本身的收缩性质有关，通过拟合曲线和预测数据更有力的阐释了这一结论。而且在试验过程中发现可能存在着临界水灰比0.31，超过这个水灰比所制成的半柔性路面材料，其收缩变化接近于水泥净浆的变化，但其真实性和出现原因还有待进一步的研究探讨。

关键词：半柔性路面材料，早期收缩，空隙率，水灰比

Study on early shrinkage characteristics of semi-flexible pavement materials

21713215 Zhang Hanyu

Supervised by Chen Xianhua

Abstract

Semi flexible pavement is widely used in urban road intersections and bus lanes for its excellent rutting resistance in recent years. But in practice, the phenomenon of shrinkage cracking is serious, which restricts its wide range of use. Therefore, it is of important research value and practical significance to investigate the early shrinkage characteristics of semi flexible pavement materials.

In this paper, the void ratio of matrix asphalt mixture, water cement ratio of cement mortar and the type of grouting material as the influence factors of early shrinkage of composite materials. Shrinkage specimens under different control variables were prepared and their early shrinkage deformations were measured by a length measuring instrument. Through the shrinkage deformation curve, it can be concluded that the rapid deformation development of semi-flexible pavement materials is within 1d, and the shrinkage deformation tends to be gradual after 1d. When void fraction is taken as a control variable, it has little effect on the early shrinkage deformation of semi flexible composite. And the water-cement ratio of the cement mortar and the type of grouting material have a great influence on the shrinkage of semi-flexible pavement material, The difference of line shrinkage can reach 0.0015 and 0.0007, that is, the difference of actual deformation is 0.3mm and 0.14 mm. This shows that the early contraction of semi flexible pavement materials is mainly related to the shrinkage properties of grouting materials, and the results are more strongly explained by fitting curves and prediction data. And in the course of the test found that there is a critical water-cement ratio of 0.31, more than the water-cement ratio made of semi-flexible pavement material, the shrinkage changes close to the cement paste changes. However, its authenticity and causes still remain to be further studied.

Key words: semi-flexible pavement materials, early shrinkage, void ratio, water cement ratio

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1半柔性路面背景 1

1.1.1半柔性路面 1

1.1.2半柔性路面材料的分类 1

1.1.3半柔性路面材料的特点 2

1.2项目目的及研究意义 3

1.2.1半柔性路面的主要病害 3

1.2.2研究意义 5

1.3国内外研究概况 5

1.3.1半柔性路面材料的国外研究概述 5

1.3.2半柔性路面材料的国内研究概述 6

1.4研究目的、内容及技术路线 6

1.4.1研究目的 6

1.4.2主要研究内容 6

1.4.3技术路线 7

第二章 试验原材料和试验方法 8

2.1原材料 8

2.1.1沥青 8

2.1.2集料和填料 8

2.1.3灌浆料 8

2.2试验方法 8

2.2.1水泥砂浆性能测试方法 9

2.2.2半柔性材料试件制备方式 11

2.3本章小结 13

第三章 半柔性路面材料的设计方法 14

3.1基体沥青混合料配合比设计 14

3.1.1基本思路 14

3.1.2体积法设计基体沥青混合料 14

3.2水泥胶浆配合比设计 16

3.2.1水泥灌浆材料的性能要求 16

3.2.2配合比设计 17

3.3本章小结 17

第四章 半柔性材料早期收缩试验研究 18

4.1灌浆质量评价 18

4.2收缩评价指标 19

4.3空隙率对半柔性材料早期收缩的影响 19

4.4不同水灰比灌浆料对半柔性材料早期收缩的影响 21

4.5不同种类水泥灌浆料对半柔性材料早期收缩的影响 23

4.6不同水灰比水泥净浆的早期收缩变形 26

4.7半柔性材料与水泥净浆早期收缩变形的对比 26

4.8本章小结 27

第五章 研究结论与展望 29

5.1主要研究结论 29

5.2展望 29

参考文献 31

致谢 32

第一章 绪论

1.1半柔性路面背景

1.1.1半柔性路面

纵观世界范围内的路面铺装类型，大体可分成两类，即沥青混凝土路面和水泥路面。沥青路面作为我国应用非常普遍的高等级路面，它是以沥青作为胶结料粘结骨料铺设面层与各基层所构成的路面形式。属于柔性路面的一种典型形式。沥青混凝土路面具备着行车舒适、低噪声、工期短等功能性特点，同时也拥有较强大的力学性能，能够承受由汽车自重给道路带来的各项作用力。因此，该种路面获得了广泛的应用。但因为沥青属温感性材料，在夏季天气炎热时，沥青材料的粘结性能降低从而导致骨料彼此间的粘附性能降低，在水平力作用下沥青和沥青胶浆发生侧向流动的现象，因此致使路面结构出现成波浪、推移、拥包和搓板等病害。在慢速、重载作用下，沥青面层尤其是中面层容易出现较大的塑性变形从而产生车辙病害。然而，在冬季天气较为寒冷时，沥青材料则表现出其特有的弹性特性。在结构层内部出现的温缩应力不能及时消失，从而引起路面出现横向及纵向裂缝。而水泥路面由于其刚性特质，抗折和抗压强度与沥青路面相比更为优良，并且不存在沥青路面由于施工过程中温度过高而降低自身粘附性的特征。但水泥路面同时也存在着接缝、施工工期长、不便于维修等诸多缺点^[1][2]。

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