掺乳化沥青水泥稳定碎石的力学性能与微观机理研究

来源 :同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pwd19881217
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国现有高等级公路的沥青路面基层与底基层大多采用半刚性材料进行铺筑,然而半刚性基层沥青路面表现出良好路用性能的同时,也存在严重的早期开裂及其引起的后期反射裂缝问题。近年来有学者提出在水泥稳定碎石材料中掺加乳化沥青,以缓解半刚性基层材料的收缩开裂。作为一种“刚柔并济”的新型复合材料,掺乳化沥青水泥稳定碎石的力学性能、收缩性能与疲劳性能的影响因素尚不明确,同时对该复合材料的微观机理研究较少,没有建立微观结构与宏观性能之间的联系,阻碍了该复合材料的推广与应用。
  因此,本文采用文献调研、理论分析、室内试验相结合的技术手段,对不同乳化沥青掺量下水泥稳定碎石的力学性能、收缩性能与疲劳性能的影响规律进行了详细研究,并基于该性能指标对混合料的整体性能进行全面评价。最后,基于扫描电镜SEM与X射线元素能谱EDS法,研究了该复合材料的微观结构,并通过微观结构解释其宏观力学性能的变化规律。主要研究内容及成果如下:
  (1)本文研究了不同乳化沥青掺量对水泥稳定碎石材料力学性能的影响规律,试验结果表明:乳化沥青的掺入导致混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度与抗压回弹模量均有不同程度的下降,弯拉极限应变量与弯拉应变功得到一定程度的提高,且变化幅度与乳化沥青掺量成正比;而弯拉强度略有降低。
  (2)本文研究了不同乳化沥青掺量对水泥稳定碎石材料收缩性能与疲劳性能的影响规律,试验结果表明:乳化沥青的掺入导致混合料的干缩应变与干缩系数出现较大程度的下降,温缩系数改善效果不明显;即乳化沥青对混合料收缩性能的改善主要是通过干缩性能来实现。且乳化沥青的掺入有效提高了混合料的长期疲劳寿命。
  (3)本文对该复合材料的整体性能进行综合评价:乳化沥青的掺入在一定程度上降低了水泥稳定碎石的力学强度和刚度,但有效提高了其抗收缩性能、抗弯拉变形性能与长期疲劳性能。
  (4)本文通过扫描电镜SEM法发现:掺加乳化沥青后混合料内部水泥水化产物骨架的外围包裹了大量轮廓清楚、亮白明晰、大小约4-6μm2片状的絮状凝胶复合产物,且与针状水化产物骨架网络相互交织,形成孔隙更小、结构更致密的复杂立体空间网络结构。之后通过Matlab对SEM图像进行灰度处理,从量化角度计算了混合料内部孔隙的变化情况。
  (5)本文通过X射线元素能谱EDS法发现:复合材料微观结构元素占比最大的是氧元素,其次是钙。氧含量的大幅提高正好对应大量片状絮状凝胶水化产物的产生,该物质为沥青等有机物质与水化硅酸钙C-S-H凝胶、水化铝酸钙C-Al-H凝胶等水泥水化产物的结合体。之后基于微观结构解释了混合料宏观力学性能的变化规律。
  最后,对进一步工作的方向进行了简要的讨论。
其他文献
我国目前是世界上高速铁路路网规模最大和运营速度最高的国家。不断提升的高速铁路运营速度对轨下基础结构的平顺性和稳定性提出了更高的要求。路桥过渡段长期以来是铁路路基工程中的薄弱环节,其动力响应及沉降变形往往成为线路平稳安全运营的控制因素。早期在有砟轨道结构过渡段中,由于列车运行速度较低,对平顺性要求也相对较低,往往以低成本的养护维修来解决过渡段中出现的问题,对设计环节未引起足够重视。随着列车运行速度的
学位
21世纪以来,城市化发展迅速,人口激增,城市交通拥堵问题严重,城市轨道交通的发展尤为重要,中速磁浮列车作为一种新型交通形式,具有安全性能好、爬坡能力强、振动噪声小、转弯半径小、运维成本低等诸多优势,能够适应各种各样的人文地理环境,未来将成为城市与市域轨道交通的选择之一。虽然磁浮交通系统具备先进性、特殊性和前瞻性特点,但作为一种新型轨道交通系统,磁浮交通系统的工程应用尚处于起步阶段,关于磁浮列车运行
近年来,随着人工智能等信息技术的快速发展,智能汽车已经成为汽车行业、乃至整个社会的热点。换道行为是车辆的核心驾驶任务之一,也是智能汽车规划决策模型需要攻克的难题。但目前大部分的换道轨迹规划模型都是静态规划,无法适用于动态的交通环境,更难于应用于高等级(如L3级以上)的自动驾驶。因此,本文以智能汽车换道过程的轨迹规划为研究对象,提出一种基于轨迹数据,并可以响应交通环境变化的换道轨迹动态规划模型。本文
学位
科学有效的信号配时方案是提高交叉口的通行效率的关键手段。传统的信号配时方案优化方法多依赖于人工调查、线圈、视频等断面检测数据,一方面,断面检测数据能够覆盖的时空范围有限,大多情况下仅能获得有限流向有限时间内的数据,若进行人工全面调查则会带来非常巨大的成本。另一方面,这类数据大多仅能反应流量信息,而缺少个体车辆的延误、停车等信息。这就会影响交通控制方案优化的精准度。随着大数据时代到来,轨迹数据为信号
学位
随着城市道路交通需求的快速增长以及路网规模的逐渐增大,干线协调控制对道路交通运行效率的提升越来越重要。目前,城市交通信号协调控制系统主要基于线圈、地磁等固定检测数据,这类检测器布置范围有限,且只能提供某一断面的交通信息,难以获取车辆通过干线若干路口的整体情况。随着GPS技术的不断进步与广泛应用,高质量的车辆轨迹数据资源日益丰富,其在交通控制与优化中的应用受到广泛关注,具有巨大的潜力和价值。在此背景
随着我国城市交通体系的发展和人民生活水平的日益提高,减振降噪成为了近年来城市轨道交通中的热点问题。钢弹簧浮置板是目前城市轨道交通中应用最为广泛,效果最受认可的减振结构,其减振机理是由浮置板提供质量,由底部隔振器内的钢弹簧提供刚度,钢弹簧在隔振器阻尼液内来回振动消耗能量产生阻尼,从而达到减振隔振的目的。  目前国内外关于减振降噪的研究大多集中在轮轨接触和浮置板整体振动理论方面,关于钢弹簧浮置板减振机
2016年2月6日,中共中央国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出了“推广街区制住宅小区,不在建设建封闭住宅小区”的政策。同年,上海市政府于2016年8月发布了《上海市15分钟社区生活圈规划导则》,其中提出“十五分钟社区生活圈”的概念。然而,目前对这两个文件的讨论还是集中在宏观理论分析层面,已有的发表文献中,并没有通过量化计算来探讨街区开放后,会对居民出行产生的具体影响
城市轨道交通网络化运营的不断深入和网络客流量激增,使得日常运营中的大客流压力加剧,准确把握网络客流的流量和流向成为提升网络运营效率和安全的关键。传统基于进出站数据的数学模型或仿真方法不能充分考虑个体乘客出行的多样性、随机性和不确定性,由Wi-Fi嗅探与定位技术采集的乘客出行轨迹数据能够实时记录乘客进出站、换乘及乘车过程,但目前轨迹数据缺失率较高,利用轨迹数据对乘客出行全过程进行分析,还需结合网络拓
交叉口是交通事故的多发地带,通常也是路网交通运行的瓶颈点。合理评价交叉口的安全和效率水平是交通管理与控制的基础。一方面,主流的交通安全评价方法是在以机动车车流为主的交通环境背景下提出的,不能完全适应于混合交通流中的驾驶行为。在混合交通流条件下交叉口内部没有明确的车道划分规则,导致车辆之间频繁发生近距离的交互行为,非机动车、转弯机动车等车流的轨迹呈现出随机性强和无规则的分布特点。传统评价方法难以区分
上匝道合流路段是城市快速路系统内的主要瓶颈。为了缓解合流区内的交通拥堵,常在上匝道尽头安置信号机对汇入主线的流量进行管控。工程实践表明,恰当的匝道控制可以提高合流区的通行效率。传统方法基于环型线圈等采集的断面交通流数据进行流量控制,然而断面数据不能全面、精准地刻画快速路运行状态,进而影响匝道控制的效果。  本论文提出采用交通视频图像数据构建高维视觉特征作为控制输入,利用深度强化学习算法训练匝道控制