陆源陶粒混凝土路用性能及经济可行性分析

摘要

水泥混凝土在建筑材料中占有非常重要的位置，因其刚度大、稳定性好，被广泛应用于公路路面。但水泥混凝土路面存在一些缺陷:碱集料反应较大、路面接缝较多、抗冻性能不高、吸声效果较差。此外，公路建设需要消耗大量天然资源，破坏生态环境。而陶粒混凝土具备轻质、优异的抗碱集料反应能力、良好的吸声效果、高抗冻性和抗渗性。开发利用低能耗、环保型的建筑材料，是实现生态公路建设的途径之一。国内学者对陶粒混凝土的力学性能和耐久性能进行了大量的分析，但对陶粒混凝土长龄期的力学性能和耐磨性鲜有研究。基于上述背景，本文做了如下工作:
　　本文选用碎石型的页岩陶粒和圆球型的粉煤灰陶粒，配制两种强度的页岩陶粒混凝土和粉煤灰陶粒混凝土。从技术角度出发，进行页岩陶粒混凝土和粉煤灰陶粒混凝土长龄期力学性能试验、抗冻试验、抗渗试验、干缩试验以及耐磨性能试验，测试陶粒混凝土各种路用性能。结果表明:碎石型页岩陶粒混凝土的力学性能、耐久性能以及耐磨性能均达到路面混凝土的性能要求，且其后期抗压、抗折强度增长较快，抗冻性、抗渗性均优于普通碎石混凝土;圆球型粉煤灰陶粒混凝土达到LC30强度等级，其抗渗性优于普通碎石混凝土。
　　本文从经济性角度出发，根据国内外公路交通量预测和路面使用性能研究成果，结合京昆高速石家庄至冀晋界公路项目的实地情况，建立了全寿命周期成本计算模型，对页岩陶粒混凝土路面和普通碎石混凝土路面的经济性进行对比分析。虽然页岩陶粒混凝土路面建设期和弃置期成本高于普通碎石混凝土，但由于页岩陶粒混凝土的高抗冻和抗渗性带来的运营期成本的节省远大于建设期和弃置期多耗费的成本，页岩陶粒混凝土路面的经济性优于普通碎石混凝土路面。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 陶粒及陶粒混凝土

1．1．1 陶粒定义及分类

1．1．2 陶粒混凝土的特点

1．2 国内外发展现状

1．2．1 陶粒混凝土发展现状

1．2．2 全寿命经济分析研究现状

1．3 选题背景和意义

1．3．1 选题背景

1．3．2 研究意义

1．4 论文研究技术路线

1．5 论文创新点

2 陆源陶粒混凝土的制备

2．1 原材料的选取和试验方法

2．1．1 陆源陶粒

2．1．2 碎石

2．1．3 水泥

2．1．4 砂

2．1．5 减水剂

2．2 陆源陶粒单骨料混凝土试验

2．3 陆源陶粒混凝土的配合比设计

2．4 陆源陶粒混凝土试件制备工艺

3 陆源陶粒混凝土路用性能测试

3．1 陆源陶粒混凝土的基本力学性能

3．1．1 基本力学性能试验方案

3．1．2 陆源陶粒混凝土抗压强度分析

3．1．3 陆源陶粒混凝土抗折强度分析

3．1．4 陆源陶粒混凝土折压比分析

3．1．5 陆源陶粒混凝土劈裂抗拉强度分析

3．2 陆源陶粒混凝土的耐久性能

3．2．1 耐久性能试验方案

3．2．2 陆源陶粒混凝土抗冻性能分析

3．2．3 陆源陶粒混凝土抗渗性能分析

3．2．4 陆源陶粒混凝土干缩性能分析

3．3 陆源陶粒混凝土的耐磨性能

3．3．1 耐磨性能试验方案

3．3．2 陆源陶粒混凝土耐磨性能分析

3．3 小结

4 京昆高速石家庄至冀晋界公路工程概况及相关分析

4．1 项目工程概况

4．2 路面结构形式

4．3 公路项目交通量预测

4．3．1 交通量调查

4．3．2 交通量预测方法

4．3．3 交通量预测模型

4．4 公路项目路面使用性能预测

4．4．1 公路路面使用性能评价方法

4．4．2 公路项目路面使用性能预测结果

5 公路工程全寿命周期成本研究

5．1 公路全寿命周期成本基本理论

5．1．1 公路工程全寿命周期

5．1．2 公路全寿命阶段划分

5．1．3 公路全寿命周期成本构成

5．2 建设期成本

5．3 运营期成本

5．3．1 管养成本

5．3．2 用户成本

5．4 弃置成本

5．5 公路全寿命周期成本计算模型

6 京昆高速石家庄至冀晋界公路项目实例计算及分析

6．1 公路项目交通量预测及路面使用性能周期预测

6．2 公路项目全寿命周期成本计算

6．2．1 建设期成本计算

6．2．2 运营期成本计算

6．2．3 弃置成本计算

6．3 公路全寿命周期成本分析

7 结论与展望

7．1 总结与结论

7．2 问题与展望

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文