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多孔混凝土排水基层研究

郑木莲

  无论水泥混凝土路面还是沥青路面,水是造成路面结构损坏的重要原因。设置路面内部排水系统,将进入路面结构内的水迅速排除是防治路面水损坏的根本途径。而排水基层是路面内部排水系统的重要组成部分,其材料组成、路用性能及结构设计直接关系到路面结构的排水效果和路面的长期性能。对此,本文研究一种新型的多孔混凝土排水基层材料。论文从路面的水损坏及其防治入手,叙述了路面内部排水系统和排水基层的研究现状,提出待研究的问题。研究了多孔混凝土的排水性能,提出空隙率和渗透系数是表征其排水性能的指标,利用自行研制的渗透仪,得出渗透系数与空隙率的相关关系。提出了多孔混凝土配合比设计的指标与标准,通过正交试验设计和均匀试验设计,回归出振动和插捣两种成型方法下强度和空隙率的一系列关系式,据此提出多孔混凝土配合比设计的经验公式法。对多孔混凝土的强度特性和应力-应变特性等力学性质进行研究,试验得出强度随龄期的发展、不同强度间的关系以及模量与强度的关系等,通过试验和机理分析得出多孔混凝土具有良好的温缩、干缩、抗冲刷和抗冻等物理性质。进行室内小梁弯拉疲劳试验,对疲劳试验数据进行分析,得出多孔混凝土不同失效概率下两种形式的双对数疲劳方程,利用疲劳方程,将其疲劳性能与常用半刚性基层材料和水泥混凝土进行比较,还得出了多孔混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,和作为沥青路面基层层底弯拉应力验算的抗拉强度结构系数。对于多孔混凝土基层水泥混凝土路面结构设计,提出了组合设计的具体要求。从分析路面温度场入手,研究了多孔混凝土基层的温度翘曲应力和温度胀缩应力,据此分析了多孔混凝土基层接缝的设置依据和缝间距离。最后综合路面排水分析和应力分析与结构计算两部分内容,提出多孔混凝土基层水泥混凝土路面的结构设计方法。……