季凍區(qū)高性能路面水泥混凝土路用性能研究.pdf

1、水泥混凝土路面作為一種主要的路面結構類型在我國占有相當大的比例，從全國來看，目前水泥路面(等級公路)約占總里程的50％，吉林省約占60％。 然而，在原材料、施工控制和環(huán)境等影響因素的共同作用下，水泥路面發(fā)生了多種病害，尤其在季凍區(qū)混凝土耐久性劣化現(xiàn)象十分突出，給后期維修養(yǎng)護帶來極大的困難，為解決路面混凝土出現(xiàn)的問題，充分體現(xiàn)水泥路面強度高、抗車轍、使用年限長的優(yōu)點，結合季凍區(qū)的特點，開展高性能路面水泥混凝土的研究具有十分重要的意

2、義。 本論文依托吉林省重點工程科研課題，首次系統(tǒng)性地提出了摻入礦質超細粉和高效引氣減水劑實現(xiàn)路面混凝土高性能化系統(tǒng)的技術方法，對配制的高性能路面混凝土(簡稱HPPC)各項路用性能進行了全面地研究。 論文首先分析了吉林省水泥混凝土路面病害機理特征，針對問題開展了本地區(qū)活性摻合料的物理化學性能試驗，并通過5種超細粉的活性對比和超細粉與水泥品種和外加劑的配伍性試驗研究，提出了適合季凍區(qū)HPPC的材料組成和技術指標要求。

3、 開展了基于耐久性的高性能路面混凝土配合比研究，采用“最大緊方密度試驗方法”選擇粗集料級配和最優(yōu)砂率，通過正交設計試驗優(yōu)化了混凝土配合比，找出顯著性影響因素，提出了以耐久性為主要考核目標(抗凍性、抗?jié)B性和強度)、適合季凍區(qū)高性能路面混凝土的配合比設計方法。 通過力學性能研究(抗壓、抗折強度，彎拉彈性模量)，比選確定了HPPC中礦質超細粉的最佳摻量、雙摻的比例和膠凝材料的總量，并對各指標的影響因素進行分析研究。 論文全面系

4、統(tǒng)地對HPPC耐磨性、抗?jié)B性、抗凍性、收縮性以及抗疲勞性等耐久性能進行了分析研究，針對季凍區(qū)氣候特點，自行設計了鹽凍耦合加速凍融破壞試驗方法，試驗表明HPPC抗鹽凍能力、抗?jié)B水性能大幅超過基準普通混凝土；同時也指出摻入沸石粉和粉煤灰要慎重，不合適的摻入量和配合比會降低混凝土的耐磨性和收縮性能。 本研究還通過掃描電鏡(SEM)、壓汞測孔法和X-射線衍射(XRDA)、差熱(DTA)分析試驗，全面、深入地分析了HPPC的強度和耐久性形

5、成的微觀機理和結構特征。研究結果顯示：HPPC中C-S-H的含量遠高于基準混凝土，其孔隙率明顯降低，孔結構、孔級配得到了很好地改善，混凝土中膠凝孔(<10mm)占總孔比例的70％以上，因此其抗凍、抗?jié)B性能更好。 本研究還修筑了HPPC的試驗路，試驗證明HPPC具有施工控制技術可行，工作性易于控制，路面平整度好、裂縫較少等優(yōu)點，后期取芯試驗表明HPPC的抗彎拉強度、抗氯離子滲透能力，內部氣泡形態(tài)、數(shù)量等特性均優(yōu)于對比路段。

6、 最后，通過對HPPC的綜合性能及性價比的評價分析得出，HPPC在抗凍性、抗?jié)B性、力學性能、疲勞壽命這四個主要指標上均較基準混凝土有明顯的提高，其綜合性能是基準混凝土的1.65倍，其性價比是基準混凝土的1.6倍，證明了HPPC不僅具有優(yōu)良的路用性能，而且還具有較好的經濟和社會效益。 由此可見，本研究成果對提高季凍區(qū)水泥混凝土路面的建設質量，充分利用地產資源，改進本地區(qū)水泥路面混凝土的設計和施工技術，推動水泥路面在季凍區(qū)的發(fā)展具有