【博士】大粒徑瀝青混凝土級配設計及技術性能研究【2007】

內容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度： 2007年　　我國高等級公路瀝青路面目前普遍存在早期破壞現(xiàn)象。路面病害的主要形式是疲勞開裂和車轍。這些破壞除了與路面施工和材料有關外，還與我國采用單一的路面結構相關。如何從路面結構入手，找到解決瀝青路面早期破壞的有效途徑，顯得尤為重要。為此本文采用有限元方法，分析了大粒徑瀝青混凝土材料在路面結構中受車輛荷載作用下的響應，得到大粒徑瀝青混凝土在路面結構中的受力特點及其在不同條件下的路面響應變化規(guī)律。然后在分析研究瀝青混合料不同級配理論的基礎上，針對大粒徑瀝青混合料擬定出五種級配(面層兩種，基層三種)，采用不同的成型方式進行試驗，系統(tǒng)地比較研究不同設計方法下大粒徑瀝青混合料的路用性能。同時，結合現(xiàn)有瀝青混合料組成設計方法，提出適合于我國國情的大粒徑瀝青混合料配合比設計方法?！　∮捎诩壟淞己玫拇罅綖r青混凝土比一般瀝青混合料有相對較高的彈性模量。使用大粒徑瀝青混凝土的路面結構在同等荷載作用下明顯比使用一般瀝青混合料的路面結構產生的路表彎沉和應變小，對變形的抵抗能力強。隨著大粒徑混凝土層厚度增加，可以明顯降低各層底的應力?！　∮邢拊治霰砻鳎阂欢ǚ秶鷥韧粱鶑椥阅Ａ康淖兓瘜β访娼Y構層內的最大剪應力和彎拉應力的影響不十分明顯，但對結構的路表彎沉有很大的影響，相對于別的路面層位的模量變化基層模量的變化對彎沉的影響較大。各層位的模量變化對應變的影響相對于對應力的影響要顯著。這表明采用大粒徑瀝青混凝土這種高彈性模量的結構層，對減小路面彎沉具有顯著的作用。材料泊松比的變化對水平應力的影響較明顯，而對豎向壓應力和剪應力的影響不大?！　∈状位趶椝苄岳碚?，分析了大粒徑瀝青混凝土的受力特點，表明LSAM使路面材料的塑性變形大大降低，從而大大提高了路面結構的使用壽命。路面的塑性應變與荷載大小呈線性關系，荷載越大，塑性應變越大?！　⊥ㄟ^室內實驗，對不同級配大粒徑瀝青混合料級配設計方法和路用性能進行了研究。結果表明對于面層混合料，體積設計法設計的級配A除了抗疲勞性能較差外，其余路用性能良好，適用于四季溫差大的地區(qū)作中下面層使用?；鶎踊旌狭现校壟銭綜合性能最優(yōu)，級配C、D次之，且隨著最大公稱粒徑的增加，成型時混合料離析現(xiàn)象較嚴重。　　針對五種大粒徑瀝青混合料級配，首次采用GTM設計法確定最佳瀝青用量，結果表明：GTM設計法得到的混合料最佳油石比、礦料間隙率、空隙率小于大馬歇爾法得到的混合料，試件標準密度、穩(wěn)定度大于大馬歇爾法。因而GTM設計得到的混合料各路用性能優(yōu)于大馬歇爾設計法的，尤其高溫穩(wěn)定性能?！　♂槍Υ罅綖r青混合料級配易離析的現(xiàn)狀，自行開發(fā)了評價LSAM離析的試驗裝置，首次采用前后料倉混合料集料通過率之差來評估離析?！　⊥ㄟ^室內系統(tǒng)的模擬施工實驗，分析了LSAM混合料的施工特性。結果表明隨著大粒徑瀝青混合料灘鋪厚度增大，混合料表面降低到終壓溫度需要的時間延長，儲存熱量多，易施工碾壓，且LSAM混合料的溫度離析要比一般瀝青混凝土要輕?！　?

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