有隔离层水泥混凝土路面水力学性能试验研究

摘要

水泥混凝土路面由于必须留设接缝而使得自由水能较轻易的侵入路面结构内部，导致路面在通车后不久就出现唧泥、脱空、错台、断板等病害。自由水在路面结构内部产生水力学破坏是导致路面病害的重要原因。路面结构内存在的单纯的静水对路面结构的损害不大，但是由于车辆荷载特别是大量的超载车辆的连续作用使得基层内部的静水变为动水，而且动水压力随着车速的提高而成直线上升的态势，在动水压力作用下，基层的破坏就变得很大。本文通过研究水泥混凝土路面水力学破坏机理，采用室内模拟试验探究隔离层对于水泥混凝土路面结构防治水损害的作用性能。
　　在详细研究水泥混凝土路面水力学破坏的基础之上，参考国内外学者的研究，设计了“轨道滑动式路面材料抗冲刷性能测试仪”，并申请了实用新型专利。通过此仪器和实验室的一些设备对水泥稳定级配碎石、水泥稳定石屑、C15碾压贫混凝土和二灰稳定类这四种代表性基层，在无隔离层、土工布隔离层、蜡质养护剂隔离层、稀浆封层隔离层四种情况下进行冲刷试验、排水试验和渗水试验。不同的隔离层和基层情形的室内对比试验显示:隔离层对于水泥混凝土路面基层的水力学破坏具有一定的防治作用。
　　本文主要结论有:同一基层不同隔离层情况的冲刷性能分析对比，得出不同隔离状态对于基层材料的保护作用从小到大依次为无隔离层＜土工布隔离层＜蜡质养护剂隔离层＜稀浆封层隔离层;不同基层类型同一种隔离层情况的冲刷性能分析对比，得出在无隔离层、土工布隔离层和蜡质养护剂隔离层情况下，每个时间段的冲刷量均为:二灰稳定类＞水泥稳定石屑＞水泥稳定级配碎石＞C15贫混凝土;而在稀浆封层隔离层状态下为:水泥稳定石屑＞二灰稳定类＞水泥稳定级配碎石＞C15贫混凝土;隔离层对不同基层的早期冲刷破坏的影响分析，得出加铺隔离层可以有效延缓冲刷破坏发生的时间;基层的排水和渗水试验也证明铺设隔离层能有效的防治路面结构发生水力学破坏。通过对水泥混凝土路面隔离层水力学性能进行试验研究，可以得出隔离层对于水泥混凝土路面的水力学性能具有较好的改善作用，对工程上防治水泥混凝土路面基层产生水力学破坏有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义

1．2 研究背景

1．3 国内外研究现状

1．4 本论文研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

第二章 隔离层对水泥混凝土路面水力学性能影响机理

2．1 水泥混凝土路面水力学破坏机理分析

2．1．1 路面结构内渗水滞水分析

2．1．2 浸水后基层材料力学性能变化分析

2．1．3 冲刷破坏机理

2．1．4 唧泥破坏机理

2．2 隔离层对水泥混凝土路面水力学性能的影响分析

2．2．1 防水排水作用

2．2．2 抗渗透性能

2．2．3 抗冲刷性能

2．3 本章小结

第三章 试验方案设计

3．1 试验材料及其特性

3．1．1 水泥

3．1．2 粗集料

3．1．3 细集料

3．1．4 隔离层材料

3．2 冲刷实验仪器

3．2．1 现有实验仪器评价

3．2．2 实验仪器的原理

3．2．3 研制的实验仪器

3．3 试件的制备及其力学性质

3．3．1 基层的配合比设计

3．3．2 试件的制备

3．3．3 试件的抗压强度试验

3．4 冲刷试验

3．4．1 试验方法

3．4．2 试验步骤

3．5 渗透试验

3．5．1 试验方法

3．5．2 试验步骤

3．6 排水试验

3．6．1 试验方法

3．6．2 试验步骤

3．7 本章小结

第四章 试验结果分析

4．1 冲刷模拟试验

4．1．1 冲刷试验结果

4．1．2 冲刷性能分析

4．2 排水试验

4．2．1 排水试验结果

4．2．2 试验结果分析

4．3 渗透试验

4．3．1 渗透试验结果

4．3．2 试验结果分析

4．4 本章小结

第五章 工程应用研究

5．1 依托工程博深高速公路

5．2 水泥混凝土路面隔离层施工

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢