中面层沥青混合料级配参数优化研究

论文摘要

纵观国内外沥青混合料级配设计方法,贝雷法既考虑了集料体积特性,又具有级配评价指标,在骨架密实型沥青混合料设计上具有优势。首先,本论文通过对路面结构层内部的剪切应力计算,分析了车辙变形的产生原因,并解释了伴随车辙的带状泛油现象,从结构上提出了中面层材料设计所需要保证的两个主要目标:高温抗车辙性与体积特性。其次,本论文详细分析了贝雷法设计流程,并重点讨论了设计过程中应考虑的两个因素:粗集料设计密度与0.075mm筛孔的通过率。再者,本论文在确定贝雷法的设计参数后通过贝雷方法设计出27组级配,选择综合稳定指数作为高温性能的评价标准。由于沥青混合料各档集料之间的相互影响,其在路用性能中的作用并非线性相关,由此采用贝雷法三参数表征沥青混合料级配,得到其与高温指标的多元非线性模型,并使用逐步分析的方法,确定了满足较好高温性能的贝雷法参数的取值范围。相同的方法应用于AC-20级配的体积特性分析,同样得到贝雷法三参数与矿料间隙率的多元非线性模型,并通过分析得出满足合适矿料间隙率的贝雷法参数取值范围。最后,本论文综合考虑中面层配合比设计中两个指标,从保证获得较高的高温性能与合适的矿料间隙率出发,得到优化后贝雷法三参数的取值范围,简化了贝雷法设计级配的过程,并以实际工程的目标配合比设计验证了所研究方法的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 沥青路面结构层设计
• 1.3 沥青混合料级配设计方法
• 1.3.1 传统的级配曲线设计方法
• 1.3.2 级配的体积设计方法
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 中面层功能特性分析
• 2.1 路面结构应力计算
• 2.2 带状泛油的力学行为
• 2.3 本章小结
• 第三章 贝雷法级配设计步骤
• 3.1 贝雷法设计参数
• 3.1.1 设计密度
• 3.1.2 0.075mm 筛孔通过率
• 3.2 级配设计流程
• 3.2.1 原材料性质
• 3.2.2 级配设计应用实例
• 3.3 粗集料设计密度优化
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于高温性能的贝雷法参数优化
• 4.1 沥青混合料高温性能评价的试验方法
• 4.2 级配因素分析
• 4.3 C 值预测模型的建立与分析
• 4.4 贝雷法参数取值范围的确定
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于体积特性的贝雷法参数优化
• 5.1 矿料间隙率对沥青混合料路用性能的影响
• 5.2 级配因素分析
• 5.3 矿料间隙率预测模型的建立与分析
• 5.4 贝雷法参数取值范围的确定
• 5.5 本章小结
• 第六章 中面层级配参数优化
• 6.1 贝雷法参数综合优化
• 6.2 AC-20 级配确定及性能验证
• 6.3 本章小结
• 主要结论及进一步研究的设想
• 主要结论
• 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢