基于功能型CAC快速修复材料组成设计研究及应用
本文关键词: 水泥乳化沥青混凝土 早强快硬 强度形成机理 组成设计 出处:《长安大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:水泥乳化沥青混凝土快速修复材料(简称CAC快速修复材料)是由水泥、乳化沥青、粗细骨料和外加剂等按一定配合比制备而成的半柔性材料,其兼有水泥混凝土和沥青混合料的优点,作为一种新型沥青道面修复材料,具有广阔的应用前景。本文主要针对目前沥青路面坑槽修复过程中存在的问题(如早期强度低、不能及时开放交通、易出现二次病害等),在查阅大量相关文献的基础上,并结合前期试验成果,对CAC快速修复材料进行了组成设计研究,并进行了实体工程应用,主要研究成果如下。本文首先研究了乳化沥青破乳成膜机理,将其破乳成膜过程分为三大阶段,并得出破乳后乳化沥青形成的膜具有一定机械性能,从而对CAC快速修复材料的强度形成发挥巨大的促进作用;阐述了CAC快速修复材料的硬化机理和强度形成机理;通过原材料之间相适性试验研究,对CAC快速修复材料的原材料进行优选;综合考虑水泥、乳化沥青对劈裂强度、残留稳定度、空隙率等因素的影响,确定了CAC快速修复材料的最佳水泥用量、最佳乳化沥青用量,同时研究了最佳水泥用量和最佳乳化沥青用量与砂用量、水用量的关系,确定最佳胶砂比和最佳用水量;研究集料种类和级配对CAC快速修复材料性能的影响,以获得能促进CAC快速修复材料性能提高的集料;控制坍落度、抗压强度等条件,以得到外加剂的最佳掺配量。其次,对CAC快速修复材料的力学性能包括抗压强度、抗折强度和弹性模量进行试验研究。分析其变化规律,确定初始配合比,获得早期强度高、变形能力强的CAC快速修复材料。随后,研究了不同配合比CAC快速修复材料的耐久性能。对CAC快速修复材料进行的低温性能和冻融劈裂性能进行测试分析,结果表明CAC快速修复材料在合适的配合比条件下,具有良好的低温抗裂性性能和水稳性能。再次,在最佳配合比下对CAC快速修复材料进行了APA高温性能和疲劳性能测试,结果表明,CAC快速修复材料具有良好的抗高温性能,在1.1MPa作用下,加载5万次后,CAC快速修复材料未断裂,表明具有较好的耐疲劳性能。最后,采用最佳配合比对CAC快速修复材料进行了实体工程应用,提出了现场施工工艺技术,并对后期使用效果进行跟踪观测,结果表明,CAC快速修复材料应用效果显著。
[Abstract]:Cement emulsified asphalt concrete quick repair material (CAC for short) is a semi-flexible material made from cement, emulsified asphalt, coarse aggregate and admixture. It has the advantages of both cement concrete and asphalt mixture. As a new kind of asphalt pavement repair material, it has a broad application prospect. On the basis of consulting a large number of related documents and combining with the early test results, the composition design of CAC fast repair material is studied, and the application of solid engineering is carried out. The main research results are as follows: firstly, the mechanism of emulsified asphalt demulsification film formation is studied, and the process of demulsifying asphalt film formation is divided into three stages, and it is concluded that the film formed by emulsified asphalt after demulsification has certain mechanical properties. Therefore, it plays a great role in promoting the strength formation of CAC rapid repair materials; expounds the hardening mechanism and strength forming mechanism of CAC rapid repair materials; through the experimental study of compatibility between raw materials, The optimum cement content and emulsified asphalt content of CAC fast repair material were determined by considering the influence of cement, emulsified asphalt on splitting strength, residual stability, void rate and so on. At the same time, the relationship between the optimum cement content and the optimum emulsified asphalt dosage and the amount of sand and water are studied, and the optimum ratio of cement to sand and the optimum water consumption are determined, and the effect of aggregate type and grade on the performance of CAC fast repair material is studied. In order to obtain the aggregates that can improve the properties of CAC fast repair materials, control the slump, compressive strength and other conditions in order to obtain the best admixture quantity. Secondly, the mechanical properties of CAC quick repair materials include compressive strength. The flexural strength and modulus of elasticity are tested and studied. The change law is analyzed, and the initial mix ratio is determined. The CAC materials with high early strength and high deformation ability are obtained. The durability of CAC fast repair materials with different mix ratio was studied. The low temperature performance and freeze-thaw splitting performance of CAC fast repair materials were tested and analyzed. The results showed that the CAC fast repair materials were under suitable mix ratio. It has good low temperature crack resistance and water stability. Thirdly, the high temperature and fatigue properties of CAC fast repair materials are tested under the best mix ratio. The results show that the fast repair materials have good high temperature resistance. Under the action of 1.1 MPA, the fast repairing material of CAC was not broken after 50,000 times of loading, which shows that it has good fatigue resistance. Finally, the solid engineering application of CAC rapid repair material is carried out by using the best mix ratio, and the field construction technology is put forward. The results show that the application effect of CAC fast restoration material is remarkable.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U414
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6 张R,
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