超轻木质集料路面混合料设计方法研究

论文摘要

长期以来,石料以其较高的力学强度和尺寸稳定性,以及低廉的成本,都是沥青混合料集料的唯一选择。然而,石质集料混合料具有比重大,变性和弹性恢复能力较差,热力学性能较差的缺点；随着公路交通的发展,对路面材料的功能要求也日益多元化,石质集料沥青混合料相对单一的性能已经不能满足各种特殊条件下的使用要求。本文在充分了解国内外资料基础上,提出了木质集料混合料设计方法,并对木质集料的预处理、路用混合料材料组成、路用性能评价及改善技术、施工技术进行了系统的研究。研究结果显示：采用CBR试验和逐级填充结合的方法得到的木质集料配比拥有较好的体积参数；经过对木质集料预处理,集料的力学强度、尺寸稳定性、阻燃防腐性能和表面活性均有显著提高；通过路用性能测试,木质集料混合料低温弯曲破坏应变较大,显示了优异的低温变形性能；室内试验显示采用静压加稳压一定时间方法成型的木质集料混合料具有较好的体积指标和路用性能,因此建议现场施工时采用静压碾压方式并适当降低碾压速度。

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第一章绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.1.1 课题研究背景

1.1.2 课题研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 可循环回收材料在公路工程中的应用

1.2.2 回收木材在公路工程中的应用

1.3 课题研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章木质集料的工程特性研究

2.1 木质集料原材料的类别与构造

2.2 木质集料原材料的物理性能

2.2.1 原木材的密度

2.2.2 原木材的含水率

2.2.3 原木材的干缩与湿胀

2.2.4 木质集料吸水率随粒径变化规律

2.3 木质集料原材料的化学性能

2.3.1 原木材的组成物质

2.3.2 原木材组成物质与力学性能间关系

2.4 木质集料原材料的力学性能

2.5 木质集料几何特性和加工特性

2.6 木质集料原材料的回收及破碎加工

2.6.1 木质集料的原材料回收

2.6.2 木质集料的破碎加工

本章小结

第三章木质集料的预处理

3.1 木质材料的预处理

3.1.1 木质材料的密实防水处理

3.1.2 木质材料的阻燃处理

3.1.3 木质材料的防腐处理

3.2 木质集料密实强化防水处理

3.2.1 木质集料浸渍处理最佳工艺的确定

3.2.2 最佳工艺处理后木质集料性能测试

3.3 木质集料的阻燃和防腐处理

3.4 木质集料表面碱化处理

3.4.1 集料与结合料粘附机理

3.4.2 集料与结合料的粘附性能与酸碱性关系

3.4.3 木质集料的酸碱性及碱化处理

本章小结

第四章木质集料路面混合料材料组成设计方法研究

4.1 木质集料的CBR试验研究

4.1.1 木质集料不同粒径的CBR研究

4.1.2 木质集料逐级填充CBR试验

4.2 木质集料级配组合设计

4.2.1 基于木质集料平面模型特性的粗细集料粒径划分

4.2.2 级配设计方法的选择

4.2.3 粗细木质集料用量确定

4.3 木质集料混合料最佳沥青用量确定

4.3.1 有效沥青用量理论计算

4.3.2 最佳沥青用量马歇尔试验研究

4.4 木质集料混合料室内成型工艺研究

4.4.1 成型方法的选择

4.4.2 成型温度的选择

4.5 两种集料混合料对比研究

本章小结

第五章木质集料混合料路用性能评价与改善技术研究

5.1 材料组成正交试验设计

5.2 路用性能正交试验分析

5.2.1 高温性能

5.2.2 低温性能

5.2.3 水稳定性能

5.3 路用性能综合评价及改善技术

5.3.1 路用性能综合评价

5.3.2 水稳定性能改善技术

本章小结

第六章木质集料混合料施工技术研究

6.1 拌合工艺研究

6.1.1 原材料投放拌合工艺

6.1.2 拌合时间

6.1.3 原材料加热温度

6.1.4 拌合温度

6.2 路面施工工艺探索

6.2.1 木质集料混合料的拌合和运输

6.2.2 木质集料混合料路面成型工艺

本章小结

第七章结论及对未来研究建议

参考文献

附录A 原材料技术性能

A.1 集料

A.2 基质沥青

A.3 浸渍树脂

附录B 试验方法及主要试验数据

B.1 沥青试验方法

B.2 混合料试验方法

B.3 主要参数及试验数据

第二章木质集料的工程特性研究

第三章木质集料的预处理

第四章木质集料路面混合料材料组成设计方法研究

第五章木质集料混合料路用性能评价与改善技术研究

攻读学位期间研究成果

致谢

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