聚合物改性水泥混凝土路面薄层快速修补材料配比研究

发布时间：2017-07-01 16:23

  本文关键词：聚合物改性水泥混凝土路面薄层快速修补材料配比研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水泥混凝土路面表层破损属于常见病害,如不及时修复将发展成为结构性破坏,对路面的使用寿命产生不利影响。除了加强路面日常维护外,更需要研发相应的快速修补材料。本文首先对标准轴载下路面应力进行分析计算,得到修复面层的力学性能指标。然后结合水泥路面薄层修复的特点,选用硅灰和聚合物胶粉对胶凝材料进行改性。经过一系列室内配比试验,使硫铝酸盐水泥砂浆的流动度、强度、柔韧性、粘结性、干缩性等指标满足工程要求。经实践检验修补材料的路用性能较为理想。主要研究内容及结论如下:(1)着重分析了面层结构最大剪应力的变化规律,结果表明最大剪应力随修复面层厚度的增加呈下降趋势。根据正常使用状态下结构的最大剪应力值,作为检验界面抗剪强度的标准,为材料配比提供参考。当水平荷载作用过大时,所产生的剪应力将超过面层抗剪强度,导致结构出现滑移破坏。(2)研究了薄层快速修补材料的组成,进行相关的工作性能和力学性能试验。快硬硫铝酸盐水泥与硅灰、聚合物按一定比例复配,能够发挥微填料和滚珠效应。材料的凝结时间、流动性能得到改善,满足现场施工要求。修补材料具有快硬早强的特性,并且后期强度稳步增长。面层4h抗压与抗折强度符合重级交通下水泥路面设计标准,具备快速开放交通的条件。(3)进行新旧界面结合处的粘结强度试验,通过涂抹界面剂、表面凿毛处理等措施,使复合结构的粘结性能得到提升。测试了修补材料的收缩性能,其早期收缩量相对普通水泥砂浆较小,但随着龄期的延长逐渐趋于一致。较低的干缩量可使面层结构趋于稳定,减少表面微裂缝的产生。(4)以实验室所得配比作为基础,开展水泥路面薄层修复作业。结合工程概况制定相关的修复方案,总结配套的施工工艺,并对应用中出现的问题逐一分析和解决。实践证明修补面层与旧混凝土路面间的粘结性能得到改善,可以承担车辆荷载与温差应力的共同作用,并且缩短了交通封闭时间。通车后三个月内路面整体情况良好,没有出现大面积起皮脱落的情况,达到了预期目标。
【关键词】：路面薄层 材料配比 快速修补 粘结强度 流动度
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.216
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 水泥路面薄层修复的研究背景10-12
• 1.2 水泥路面表层病害及成因分析12-13
• 1.3 水泥路面修补材料研究现状13-15
• 1.4 本文主要研究内容及技术路线15-18
• 1.4.1 主要研究内容16-17
• 1.4.2 路面薄层修复的技术路线17-18
• 2 水泥混凝土修复路面应力分析18-28
• 2.1 多层弹性体系理论18-20
• 2.1.1 基本假定18
• 2.1.2 路面计算模型18-19
• 2.1.3 层间接触状况分析19-20
• 2.2 路面荷载设计标准20
• 2.3 面层应力计算方法20-21
• 2.4 结构层参数设定21-23
• 2.5 界面最大剪应力分析23-27
• 2.5.1 修复面层厚度的影响25
• 2.5.2 水平作用系数的影响25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 3 原材料的选用及相应的试验方法28-34
• 3.1 修补材料的预期性能28-29
• 3.1.1 力学性能28
• 3.1.2 凝结时间28-29
• 3.1.3 收缩性能29
• 3.2 原材料及其主要技术指标29-31
• 3.2.1 快硬硫铝酸盐水泥29
• 3.2.2 掺和料29-30
• 3.2.3 细集料30
• 3.2.4 水30
• 3.2.5 减水剂30-31
• 3.2.6 消泡剂31
• 3.2.7 聚合物31
• 3.2.8 纤维31
• 3.3 试验仪器31-32
• 3.4 试验内容及方法32-34
• 3.4.1 凝结时间的测定32
• 3.4.2 水泥胶砂流动度试验32
• 3.4.3 抗压与抗折性能试验32-33
• 3.4.4 新旧界面粘结力试验33
• 3.4.5 干缩性能测试33-34
• 4 水泥路面薄层快速修补材料的配比研究34-46
• 4.1 胶砂比的确定34-35
• 4.2 硅灰掺入量试验35-37
• 4.3 聚合物掺入量试验37-44
• 4.3.1 聚合物改性胶凝材料试验配比37-38
• 4.3.2 聚合物改性胶凝材料凝结时间38-39
• 4.3.3 聚合物改性胶凝材料胶砂流动度39-40
• 4.3.4 聚合物改性胶凝材料抗压与抗折试验40-42
• 4.3.5 聚合物改性胶凝材料粘结强度试验42-43
• 4.3.6 聚合物改性胶凝材料干缩性能试验43-44
• 4.4 本章小结44-46
• 5 快速修补材料施工工艺研究46-54
• 5.1 水泥路面薄层修复工程概况46
• 5.2 水泥路面薄层修复技术分析46-49
• 5.2.1 薄层修复目标制定47-48
• 5.2.2 薄层修复材料组成48-49
• 5.2.3 薄层修复设计方案49
• 5.3 水泥路面薄层修复施工流程49-53
• 5.3.1 施工工艺与机具50
• 5.3.2 破损路面凿除与清理50-51
• 5.3.3 作业面预处理51-52
• 5.3.4 修补材料施工52-53
• 5.3.5 修复路面养护53
• 5.4 本章小结53-54
• 6 结论与展望54-56
• 参考文献56-59
• 致谢59

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