水泥乳化沥青混合料的压实特性研究

发布时间：2020-08-12 17:55

【摘要】：水泥乳化沥青混合料CEAM(Cement Emulsified Asphalt Mixture)由于其强度高,水稳性突出和可实现常温摊铺压实等优点,适用于中西部高寒地区特殊气候条件下的路面建设。然而目前对该材料成型压实特性了解不够深入,已经影响到其压实工艺设计和实际路用。为此亟需研究并获得该材料的压实特性,从而提出与之相适应的压实方法和施工工艺,本文主要内容如下:(1)首先开展了CEAM旋转压实特性试验研究,分析了环境温度、静置时间、旋压角、旋压次数等压实参数对抗压强度、密实度、压实指数等压实指标的影响,结果表明较高的环境温度与旋压角,有利于提高试件的抗压强度和密实度,而压实速率K和密实能量指数CEI(Construction Energy Index)均会出现降低。此外,通过抗压强度、密实度等材料成型指标,确定了该材料在不同环境温度下静置时间的选取范围。(2)其次利用离散元软件PFC(Particle Flow Code),从细观层面对CEAM集料进行离散元建模。对己有的不规则多面体虚拟集料生成方法进行分析对比,优选出随机多面体填充法,针对虚拟集料的外形特征不能与实际集料建立联系的缺点,采用针度、扁平度、球度、棱角性等多面体外形轮廓参数对生成多面体进行限制筛选,使虚拟多面体集料更加接近实际集料。(3)之后通过分析CEAM细观接触特点,确定CEAM内部各相材料之间的接触模型,并建立CEAM内部各接触类型宏观试验参数与离散元中各细观模型参数的关系,并设计室内砂浆恒载蠕变试验获得CEAM对应的细观连接参数。在生成满足实际集料形状参数的随机多面体离散元集料和材料各相接触连接参数的基础上,分别建立了砂浆和CEAM的三维离散元恒载蠕变虚拟试验模型,并通过与室内试验对比分析验证了模型的合理性。(4)最后通过建立CEAM旋转压实离散元模型,研究不同旋压角下CEAM虚拟试件内的剪应力、剪切功、压实功和试件内不同位置孔隙率的变化规律。结果表明在旋转压实过程中,剪应力呈明显三段式变化,即随旋压角的增加,最大剪应力也会相应地增加,后期恒定剪应力会有所下降。此外,旋压仪输出能量远大于竖向压实能量,且基本呈线性增长。且旋转中心位置的孔隙率最低,试件内部孔隙率与到旋转中心位置的距离呈正相关。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414
【图文】：

沥青混凝土路面

CEAM细观结构

CEAM材料结构示意图

【参考文献】

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本文编号：2790845