摘 要

我国半刚性基层普遍存在收缩开裂问题导致难以达到设计的使用寿命，为提升半刚性基层路面的使用性能与服役寿命，本实验研制一种用于补偿路面基层收缩的缓凝膨胀性路面基层稳定专用水泥。

主要研究结果如下：初步建立硅酸盐水泥熟料-粉煤灰-磷石膏缓凝微膨胀基层稳定水泥体系以及硅酸盐水泥熟料-钢渣-粉煤灰-磷石膏缓凝膨胀基层稳定水泥体系，初步分析了其水化过程和与材料性能。制备出一种满足道路基层专用水泥抗裂性能、缓凝以及抗冲刷性能的要求的水泥；其凝结时间延迟了3小时以上，终凝时间达到了6小时以上，满足了专用水泥的微膨胀特性，其28天的膨胀率在3～6‰之间，通过产生的膨胀对材料自身的收缩开裂进行了补偿，使道路材料具有高抗裂性。

专用水泥研究与应用对消化我国水泥工业过剩产能，综合利用工业固体废弃物节约了资源具有重要意义。

关键词：半刚性基层材料、抗裂性能、缓凝、使用性能

Abstract

In China, there is a general problem of shrinkage cracking for semi-rigid grassroots, so it is difficult to achieve the design of the service life . In order to improve the service performance and service life of semi-rigid base pavement, this paper developed a kind of stabilizing concrete for stabilizing the pavement.

The main results are as follows: the initial establishment of Portland cement clinker-fly ash-phosphogypsum retardation micro-expansion of grass-roots stabilized cement system and Portland cement clinker-steel slag-fly ash-phosphogypsum retardation expansion base stabilized cement system; the hydration process and material properties were analyzed. To prepare a concrete to meet the requirements of anti-cracking performance, retardation and erosion resistance of cement for roadbed. Its condensation time delayed more than 3 hours, the final setting time of 6 hours or more to meet the special characteristics of the micro-expansion of cement, the 28-day expansion rate of 3 to 6‰. And the shrinkage cracking of the material itself is compensated by the resulting expansion so that the road material has a high crack resistance.

Special cement research and application of important significance for the digestion of China's cement industry surplus production capacity and comprehensive utilization of industrial solid waste to save resources.

Key words: Semi-rigid base material; Crack resistance; Retarded; Use performance

目录

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3路面基层与分类 3

1.4水泥稳定基层路面存在的问题 4

1.5主要研究内容 5

第2章 水泥基路面基层材料设计原理 7

2.1水泥基路面基层材料的收缩开裂机理 7

2.1.1干燥收缩机理 7

2.1.2收缩机理 8

2.2水泥基路面基层收缩开裂模型的建立 9

2.2.1基层开裂模型研究现状 9

2.2.2基层开裂模型的建立 9

第3章 水泥基路面基层抗冲刷性能分析 12

3.1冲刷影响因素分析 12

3.2冲刷破坏过程分析 13

第4章 熟料-粉煤灰-磷石膏胶凝体系研究 14

4.1基层稳定专用水泥组成设计 14

4.1.1设计原理 14

4.2试验原材料 14

4.3试验方法 15

4.4路面基层专用水泥的研制 16

4.4.1路面基层专用水泥的配方优化 16

4.5基层专用水泥的性能 20

4.5.1路面基层专用水泥的物理力学性能 20

4.5.2基层专用水泥的胀缩性能 20

4.6专用水泥的水化过程与抗裂机理 21

4.6.1路面基层专用水泥水化过程 21

4.6.2路面基层专用水泥净浆在各龄期时XRD分析 22

第5章 熟料-钢渣-粉煤灰-磷石膏胶凝体系研究 24

5.1基层稳定专用水泥组成设计 24

5.2试验方法 26

5.3基层专用水泥性能初步试验 26

5.3.1基层稳定专用水泥基本性能测定 26

5.3.2路面基层专用水泥强度测定 27

第6章 结论与展望 30

6.1 结论 30

6.2 展望 30

致谢 31

参考文献 32

第1章 绪论

1.1目的及意义

我国在近30年来开展了规模浩大的交通基础建设[^[1]]，公路里程和等级逐步提高，形成了较为完善的国家高速网，实现了全省覆盖、全国覆盖以及多省联接，实现了全面建设高等级公路交通设施的国家战略规划。如图1.1，1988年我国仅开通高速公路147千米，截至2015年底，仅用了二十多年的时间就已达到12.35万千米的通车里程，国家高速公路网基本上全面覆盖，并且实现了横纵全面发展，将实现全国高速公路运输网的全面覆盖，预计到2030年，我国高等级公路的通车总里程将达到20万千米，较2015增长62%左右。

图1.1 全国高速公路里程