半刚性基层收缩开裂机理与模型研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要半刚性路面基层材料以其绝对强度高，整体性好，稳定性好等优点，成为目前我国高速公路使用最为广泛的基层材料。但半刚性基层在温度和湿度降低时会发生较大的收缩，当收缩应力超过基层材料板体的许用应力时，就会产生开裂。半刚性基层的收缩开裂严重影响了路面的整体质量，因此，加强对半刚性基层收缩开裂机理与模型的研究，具有很重要的现实意义。本文利用工程力学理论，建立了半刚性基层收缩开裂模型，并通过试验研究和工程实际应用对模型进行了验证，主要工作与结论如下：1．对半刚性基层的收缩机理从微观方面和宏观方面进行了研究和探讨；同时对目前的抗裂性评价指

2、标的研究工作进行了对比和评述，评价半刚性基层抗裂性的指标比较多，但都是以干缩系数与温缩系数为基础衍生而来，无法对开裂性能进行直观的评价。2．探讨了半刚性基层收缩与沥青路面开裂之间的关系，得出半刚性基层收缩开裂的临界条件，得出半刚性基层收缩开裂发展规律；提出以裂缝间距和裂缝宽度为半刚性基层抗裂性的评价指标，建立半刚性路面基层材料分级开裂间断数学物理模型。3．根据半刚性基层收缩开裂模型，探讨影响半刚性基层收缩开裂的力学性能因素和收缩性能因素，具此提出了5种抗裂技术途径，并由此派生出三种综合防裂技术：路面基层稳定专用水泥，高抗裂水泥粉煤灰路面基层材料和水泥

3、稳定类基层抗裂施工工艺。计算半刚性基层分级开裂过程数据化的具体临界条件，得出抗裂性能大小依次为二灰稳定粒料、水泥粉煤灰稳定类粒料、基层专用水泥稳定类粒料、水泥稳定类粒料。4．采用椭圆环开裂试验方法和大板开裂试验方法，对比得出半刚性基层抗裂性能依次为水泥粉煤灰稳定类、基层专用水泥稳定类、水泥稳定类基层；同时，通过对内蒙赤通高速公路路面基层开裂行为的长期观察，得出水泥粉煤灰稳定类粒料较水泥稳定类粒料在实际工程应用中的抗裂性优势；综合室内开裂试验研究和实际工程应用对建立的半刚性基层收缩开裂模型进行了验证。关键词：半刚性基层，收缩开裂，开裂模型，开裂试验方法

4、，工程应用武汉理工大学硕士学位论文AbstractSemi—rigidroadbasematerial(SRRBM)isthemostwidelyusedbasematerialinthehigh-wayconstructionofChina，becauseofitsadvantageofhighstrength，goodbulkproperty，andgoodstabilizationetc．ButtheSRRBMhasastrongtendencytoshrinkagewiththefalloftemperatureorhumidity，when

5、theshrinkagestressexceedtothemaximumallowstressoftheSRRBM，thecrackwillappearquickly．Shrinkagecrackinghasaseriousinfluenceontheperformancesofroadsurface．So，ithasgreatsignificancetostrengthentheresearchaboutthemechanismandmodelofshrinkagecracking．AshrinkagecrackingmodelofSRRBMwhi

6、chbasedonthetheoryofengineeringmechanicshasbeenbuiltinthispaper,andsomeexperimentalresearchandprojectapplicationhavealsobeenappliedtoverifythemodel．Theoriginalityinnovationofthispaperaresummarizedasfollows：First，theresearchaboutthemechanismofshrinkageofSRRBMhasbeendonethroughth

7、emicro··aspectandmacro·-aspectinthispaper；thecurrentevaluatingindicatorswhichjudgethecrackresistanceofSRRBMhavebeensummarizedandcompared．Howevermostoftheindicatorsarederivedfromthetemperatureanddryshrinkagecoefficients，whichcannotdirectevaluatedthecrackresistance．Second，therela

8、tionshipbetweentheshrinkageofSRRBMandthecrackingofasph