新型聚合物多孔混凝土性能及应用研究

摘要

本文取得的主要研究成果
　　(1)基于路面结构整体受力与变形协调的要求，提出了新型多孔混凝土路面的实现原理和方法。
　　综合分析了水泥混凝土路面和沥青路面各自的性能特点，基于路面整体受力与变形协调的要求，提出了以材料强度和变形作为双控制参量，以提高材料变形能力为重点，以聚合物水泥结合料的研制为关键的多功能聚合物骨架空隙混凝土路面的实现原理和方法。
　　(2)基于路面材料强度和变形的要求，研制并通过试验研究了聚合物水泥结合料的物理、力学性能。
　　理想的路面材料具有强度与变形双重要求，项目通过大量实验研制的聚合物水泥结合料在具有足够的强度、粘结性能的同时，根本改善了水泥混凝土材料的变形和韧性，是一种新的路面材料。
　　(3)基于结构几何构成理论，提出了骨架＋结点＋空隙的聚合物骨架空隙混凝土的承载性能评价方法和强度、变形控制指标；并通过试验研究了聚合物骨架空隙混凝土的物理力学性能。
　　(4)基于结构几何构成理论，提出了骨架＋结点＋空隙的聚合物骨架空隙混凝土的计算分析模型，通过计算，给出了聚合物骨架空隙混凝土材料的设计计算方法。
　　(5)基于满足路面整体受力合理性和防止路面破坏的原则，提出了聚合物骨架空隙混凝土路面的合理断面形式和设计、构造要求。
　　(6)聚合物骨架空隙混凝土路面结构可实现路面薄层铺装，节约投入成本和资源，并赋予路面透(排)水、降噪、彩色景观和安全标识等多项服务功能和良好的可施工性。
　　（7）根据聚合物骨架空隙混凝土路面材料特点，结合现有路面施工工艺，初步形成聚合物骨架空隙混凝土路面施工工艺。
　　聚合物骨架空隙混凝土施工不能完全套用现有任一种路面的施工工艺，但其施工可以综合借鉴水泥混凝土的冷拌生产与沥青混凝土路面的摊铺工艺，并适当改进，初步形成的聚合物骨架空隙混凝土路面施工工艺基本可以满足路面的设计、施工要求。
　　(8)依托工程类型较多、数量较大、总体实施效果良好，聚合物骨架空隙混凝土路面良好的力学性能和服务功能在实验路段上得到了初步的检验。路面应用包括新建路面、旧路加铺以及桥面、隧道等不同类型的路面应用，路面应用研究的实施效果与预想结果基本一致，达到了实验路修筑的目的，而且路面的良好力学性能与服务功能也得到了初步检验。

目录

封面

目录

1 概述

1.1混凝土的力学性能、研究现状

1.2多孔水泥混凝土的特点和应用

1.3多孔水泥混凝土的力学性能和研究现状

1.4新型多孔水泥混凝土的提出

1.5面临的挑战和本文的工作

2新型多孔混凝土材料的原理和应用思路

2.1 路面结构的特殊性及其对路面材料性能的要求

2.2 新型多孔混凝土路面材料的原理和实现方法

2.3 新型多孔混凝土路面结构的思路

2.4 MPLC路面的特点和需要重视的几个问题

3 聚合物水泥结合料性能研究

3.1 现有用于水泥混凝土改性的聚合物简介[10]

3.2 聚合物水泥结合料力学性能研究

3.3 粘结界面的力学性能研究

3.4 聚合物水泥结合料的冲击性能研究

4聚合物骨架空隙混凝土的实现及性能简介

4.1聚合物改性水泥混凝土的机理[10][18][22][23][33][34][36][41]

4.2现有聚合物改性水泥混凝土的结论综述

4.3新型多孔混凝土——聚合物骨架空隙混凝土的实现及性能

5 新型多孔水泥混凝土材料的计算分析和设计方法

5.1新型多孔水泥混凝土材料的特点和计算思路

5.2 新型多孔水泥混凝土的有限元计算

5.3新型多孔水泥混凝土材料计算结果分析

5.4新型多孔水泥混凝土材料的计算结论

5.5新型多孔水泥混凝土材料的设计方法

6 聚合物骨架空隙混凝土路面结构计算分析

6.1 聚合物骨架空隙混凝土路面典型结构形式

6.2 聚合物骨架空隙混凝土路面结构有限元计算模型

6.3 聚合物骨架空隙混凝土(MPLC)路面典型结构的平面分板设计

6.4 旧水泥混凝土路面上加铺MPLC面层的计算分析

6.5 MPLC新建道路的计算分析

6.6 沥青混凝土路面上加铺MPLC面层的计算分析

6.7聚合物骨架空隙混凝土路面结构计算的主要结论

6.8 聚合物骨架空隙混凝土路面结构组合层设计及材料力学指标要求

7 聚合物骨架空隙混凝土在路面中应用研究

7.1 MPLC在旧路面上的加铺

7.2 MPLC新建路面的应用研究

7.3 MPLC其他面层铺装的拓展应用

7.4 聚合物骨架空隙混凝土路面试点工程应用研究总结

7.5 MPLC路面试点工程的经济性分析

8 结 论

8.1 本文取得的主要研究成果

8.2 存在的问题和下一步的研究工作展望

致谢