多年冻土地区沥青混合料配合比设计及其性能评价

论文题目: 多年冻土地区沥青混合料配合比设计及其性能评价

论文类型: 硕士论文

论文专业: 道路与铁道工程

作者: 李志栋

导师: 黄晓明

关键词: 多年冻土地区,沥青混合料配合比设计法,沥青胶结料,测力延度,低温韧性,韧性比,抗冻性能,冻融循环飞散损失差

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 全世界的多年冻土总面积约为3500万平方公里,其中有5%的多年冻土分布于我国的青藏高原。目前随着西部经济的快速发展,沥青混凝土路面在多年冻土地区开始广泛地铺筑,但由于受气候、环境、材料供应、施工等条件的制约,该地区沥青混凝土路面的特有病害仍然普遍存在,所以目前提出一套适合该地区的沥青胶结料性能评价、沥青混合料设计以及路用性能评价的系统方法就显得尤为重要。首先,沥青混合料设计的首要步骤是选择适合该地区的道路材料,而且沥青胶结料的选择是重中之重。本文主要采用针入度以及测力延度试验的“韧性比”进行双指标控制;当针入度满足120～200的基本要求时,再通过测力延度试验测定、计算其韧性比,建议此值不低于5.0;最后再结合其它常规技术指标要求进行性能验证,从而提出适合多年冻土地区的沥青胶结料的性能评价及选择方法。其次,由于该地区的冻结指数高达2600度.日,平均日较差达18～20℃,而极端低温达-40℃,所以为了更加切实地模拟当地的气候特点,引入了45℃马歇尔稳定度试验、冻融循环飞散试验、冻融循环弯曲疲劳试验、45℃车辙试验作为沥青混合料的抗冻性能、抗疲劳性能、抗变形能力的评价方法。同时本文采用能量理论解释沥青混合料开裂机理,并提出了“低温韧性”指标评价低温抗裂、抗弯拉性能的方法。最后,通过对4.5%～7.5%(间隔0.5%)7种不同油石比的沥青混合料进行路用性能评价研究,结果表明油石比、空隙率是该地区沥青混合料性能的最敏感控制因素,而空隙率的合理范围应为1.5%～3.0%,45℃马歇尔稳定度应不低于8.5KN。进一步研究发现,冻融循环飞散损失差、45℃动稳定度是沥青混合料配合比设计时调整级配和油石比的关键指标。当油石比大于6.0%时,冻融循环飞散损失差将稳定在1%之内,而当油石比低于7.0%时,45℃动稳定度将从1000次/mm显著地增加,所以冻融循环飞散损失差不高于1%以及45℃动稳定度不低于1000次/mm应作为调整油石比和级配的关键控制指标,最后提出多年冻土地区基于抗冻性能的沥青混合料配合比设计流程。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景及选题意义

1.2 国内外沥青混合料配合比设计概述

1.3 国内外对沥青混合料的低温性能的评价方法

1.4 国内外沥青混凝土路面的低温开裂分析概述

1.5 国内外多年冻土地区沥青混合料配合比设计研究概述

1.6 论文依托工程简介

1.7 论文主要研究内容及技术路线

参考文献

第二章 多年冻土地区的气候、地理、地质等环境条件

2.1 青藏高原地区的独特气候条件

2.2 气温变化趋势及规律

2.3 太阳辐射条件

2.4 年降水量的变化

2.5 地理、地质、地貌状况

第三章 多年冻土地区沥青胶结料性能评价

3.1 多年冻土地区沥青胶结料的基本特征

3.2 FDT 试验评价及其机理研究

3.3 FDT 试验中韧性比R_(T/V)评价指标的计算方法及结果分析

3.4 韧性比R_(T/V)评价指标可行性论证

3.5 多年冻土地区沥青胶结料评价原则及选择思路

3.6 多年冻土地区沥青胶结料的性能评价及选择流程

3.7 本章小结

参考文献

第四章 多年冻土地区沥青混合料配合比设计

4.1 多年冻土地区沥青混合料配合比设计基本思路

4.2 影响沥青混合料性能的材料敏感性因素分析

4.3 影响沥青混合料性能的体积参数研究

4.4 影响沥青混合料性能的试验参数研究

4.5 沥青混合料配合比设计时抗冻性能检验指标研究

4.6 沥青混合料配合比设计时动稳定度检验指标的研究

4.7 基于抗冻性能的沥青混合料配合比设计试验参数及控制指标推荐值

4.8 基于抗冻性能的沥青混合料配合比综合设计法流程图

4.9 基于抗冻性能的沥青混合料配合比综合设计法的验证实例

4.10 本章小结

参考文献

第五章 多年冻土地区沥青混合料性能评价

5.1 沥青混合料低温韧性评价指标的研究

5.2 沥青混合料的低温抗裂性能评价

5.3 沥青混合料的冻融低温弯曲韧性评价

5.4 沥青混合料的冻融弯曲疲劳特性评价

5.5 沥青混合料的抗水损性能评价

5.6 沥青混合料的抗冻性能评价

5.7 沥青混合料的高温性能评价

5.8 本章小结

参考文献

第六章 结论及建议

6.1 论文结论

6.2 进一步研究的建议

致谢

作者简介

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发布时间: 2007-06-11

参考文献

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