沥青混合料集料几何特性与结构研究

论文摘要

集料对沥青混合料的性能有着重要的作用,集料的几何特性及其在混合料中的结构形态,骨架性能和填充性能直接影响沥青混合料性能和质量,我国高速公路沥青路面使用的各种规格碎石大多源于不同碎石场,集料质量参差不齐;而且建设管理人员对集料几何特性重视程度不够,使得新建沥青路面出现早期破坏现象。如何控制集料的几何特性成为迫切需要解决的问题。因此,深入研究集料几何特性与结构对沥青混合料性能影响有着重要的意义。粗型密级配沥青混合料(C型)和骨架型沥青混合料(SMA)对针片状含量敏感程度远大于细型密级配沥青混合料(F型);对密级配沥青混合料(包括粗型和细型),针片状含量不宜超过13%;对骨架型沥青混合料(SMA),针片状含量不宜超过10%。细集料未压实空隙率FAA与沥青混合料性能的相关性较好,可作为评价沥青混合料细集料棱角性指标;细集料未压实空隙率FAA不宜小于45%;对于未压实空隙率FAA小于40%的天然砂,工程中不宜使用;对于未压实空隙率FAA大于45%的天然砂,砂用量不宜超过10%。集料的结构组成对沥青混合料的性能影响非常显著。粗集料的骨架支撑作用对沥青混合料的高温性能起着决定性作用,论文首次提出动稳定指数(Dynamic Stability Index,简称DSI )评价沥青混合料骨架性能。相关性、回归分析得出:对沥青混合料骨架性能最敏感、影响幅度最大的是4.75—9.5mm颗粒,其余依次排序为16—19mm、13.2—16mm;9.5—13.2mm敏感性不强;依据动稳定指数(DSI)的不同,划分了沥青混合料级配骨架性能的强、中、弱区。细集料填充性能显著影响沥青混合料的耐久性。论文首次提出细集料填充敏感性评价指标:单位筛余量的空隙率变化率RRV。RRV值不仅能很好的表征细集料的填充敏感性能,还能很好的表征干涉敏感性能。沥青混合料干涉敏感筛孔为:1.18mm,0.6mm筛孔,填充敏感筛孔为:0.3mm筛孔;细集料填充敏感筛孔与沥青混合料路用性能有很好的相关性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 集料几何特性及结构对沥青混合料性能影响
• 2.1 集料粒形
• 2.1.1 圆度
• 2.1.2 球度
• 2.1.3 棱角性
• 2.2 粒形测定方法
• 2.2.1 国内外常见粒形测定方法
• 2.2.2 粒形测定方法
• 2.3 粗集料骨架作用
• 2.3.1 骨架
• 2.3.2 骨架判别方法
• 2.3.3 稳健性分析
• 2.4 细集料填充作用
• 2.5 集料几何特性及结构对沥青混合料性能影响
• 本章小节
• 第三章 粗集料粒形对沥青混合料性能影响研究
• 3.1 粗集料粒形影响沥青混合料性能分析
• 3.2 针片状对沥青混合料体积指标的影响
• 3.3 针片状对沥青混合料水稳定性的影响
• 3.4 针片状对沥青混合料高温稳定性的影响
• 3.5 针片状对沥青混合料疲劳性能的影响
• 3.6 针片状对集料破碎率的影响
• 3.7 集料破碎率对沥青混合料性能影响分析
• 3.8 针片状含量界限标准研究
• 本章小结
• 第四章 细集料粒形对沥青混合料性能影响研究
• 4.1 细集料粒形特性
• 4.2 细集料粒形对沥青混合料体积指标影响
• 4.3 细集料粒形对沥青混合料水稳定性影响
• 4.4 细集料粒形对沥青混合料高温稳定性影响
• 4.5 细集料粒形对混合料疲劳性能的影响
• 4.6 细集料粒形评价指标与沥青混合料性能相关性研究
• 本章小结
• 第五章 粗集料骨架性能研究
• 5.1 现行规范沥青混合料骨架性能评价指标
• 5.2 沥青混合料骨架性能评价指标研究
• 5.2.1 动稳定度（DS）评价沥青混合料骨架稳定性的不足
• 5.2.2 动稳定指数评价沥青混合料骨架性能
• 5.3 粗集料骨架敏感粒径研究
• 5.3.1 研究方法选择
• 5.3.2 均匀试验设计
• 5.3.3 粗集料骨架敏感粒径与DSI 相关性研究
• 5.3.4 粗集料骨架敏感颗粒与DSI 敏感性分析
• 5.4 粗集料颗粒骨架敏感范围研究
• 5.4.1 粗集料颗粒骨架敏感范围研究
• 5.4.2 粗集料用量确定
• 5.5 稳健性分析
• 本章小结
• 第六章 细集料填充性能研究
• 6.1 细集料填充敏感筛孔研究
• 6.1.1 基础试验
• 6.1.2 细集料填充敏感性筛孔判定
• 6.1.3 细集料填充敏感筛孔验证
• 6.2 细集料敏感筛孔的填充敏感性研究
• 6.2.1 敏感性筛孔对沥青混合料填充性研究
• 6.2.2 不同粒径细集料对沥青混合料空隙率的影响分析
• 6.2.3 细集料敏感筛孔敏感性评价指标
• 6.3 低温抗裂性与敏感性筛孔相关性研究
• 6.4 渗水性与敏感性筛孔相关性研究
• 本章小结
• 主要结论
• 1 主要结论
• 2 创新点
• 3 进一步研究建议
• 参考文献
• 读研期间发表的论文和完成的科研成果
• 致谢