凍融循環(huán)作用下水泥瀝青復合膠漿力學性能研究.pdf

1、水泥瀝青復合膠漿(簡稱 CA復合膠漿)是由水泥、乳化瀝青及多種外加劑經(jīng)過膠結硬化形成的一種有機-無機復合膠結材料。目前CA復合膠漿主要應用在高速鐵路板式無砟軌道結構及半柔性路基路面材料之中。凍融循環(huán)作用會影響到CA復合膠漿的宏觀力學性能，進而影響到水泥瀝青復合砂漿及半柔性路面材料的服役性能。隨著我國高寒地區(qū)哈大高鐵的開通，CA復合膠漿的凍融耐久性問題已成為目前研究的重點。鑒于以上的工程背景，本文的主要研究內(nèi)容如下。
　　首先，建立

2、了CA復合膠漿的粘彈性本構模型及方程，確定了凍融作用下 CA復合膠漿力學性能的試驗方法。推導了CA復合膠漿的復模量及蠕變?nèi)崃康谋磉_式，確定了CA復合膠漿的材料配比。研究確定了CA復合膠漿靜態(tài)力性能、動態(tài)力學性能及凍融循環(huán)的試驗方法，分析了快速凍融條件下CA復合膠漿相對動彈模量及質(zhì)量損失規(guī)律。
　　其次，建立凍融作用下CA復合膠漿的靜態(tài)本構方程，分析了凍融循環(huán)、溫度及配比等因素對其力學性能的影響規(guī)律?；诓煌瑑鋈诖螖?shù)與溫度下CA復合

3、膠漿的蠕變試驗，結合廣義Kevin模型及分數(shù)導數(shù)模型建立了本構方程，分析了材料瞬時彈性模量、粘彈比例系數(shù)等材料性能參數(shù)隨凍融次數(shù)的變化規(guī)律，分析了溫度及材料配比等因素對CA復合膠漿力學性能的耦合影響。
　　再次，基于動態(tài)頻率掃描試驗，建立了凍融作用下 CA復合膠漿的動態(tài)本構方程，分析了動態(tài)力學性能的影響因素，采用分數(shù)導數(shù)模型及3鏈Kevin模型描述實際頻率范圍內(nèi)材料動態(tài)力學行為，分析瞬時彈性模量、粘彈比例系數(shù)的變化趨勢；采用13鏈

4、Kevin模型描述擴展頻率范圍內(nèi)材料動態(tài)力學行為，分析瞬時彈性模量、相位角等參數(shù)的變化規(guī)律。研究了溫度及材料配比等因素對CA復合膠漿動態(tài)力學性能的影響。
　　最后，建立了CA復合膠漿蠕變損傷的本構方程，分析了凍融循環(huán)作用下孔隙結構的演化規(guī)律。研究了考慮材料損傷條件下材料力學性能參數(shù)的變化規(guī)律，分析得到了CA復合膠漿力學性能參數(shù)隨凍融次數(shù)變化的預測公式。采用壓汞試驗分析了CA復合膠漿經(jīng)過凍融循環(huán)作用后孔隙結構變化規(guī)律，初步分析了凍融