沥青路面Top-Down开裂影响因素及其评价方法研究

论文摘要

Top-down裂缝是柔性基层沥青路面常出现的破坏形式,其原因主要是由于重复交通荷载及低温应力引起的,被认为是和反射裂缝一样可能导致沥青路面承载力丧失的新型早期损坏。裂缝问题不仅是路面结构设计的问题,而且是材料设计的问题,为了防止裂缝发生,混合料就需要有更大的抗拉强度。本文主要针对沥青混合料各组成材料对抗裂性的影响进行研究。主要研究沥青用量、级配、沥青种类对top-down裂缝形成和扩展的影响。本文引入耗散蠕变应变能界限DCSE HMA作为判断沥青混合料开裂条件。研究基于沥青混合料IDT试验结果,将级配、沥青性质、集料特性等一些反映沥青混合料结构的影响因素包括在DCSE HMA中。针对每种沥青混合料分别进行25℃IDT抗拉试验,确定不同沥青混合料的抗拉强度和断裂能密度;进行25℃重复间接拉伸回弹模量试验,确定各沥青混合料的动态回弹模量和耗散蠕变应变能界限DCSE HMA;以及25℃间接拉伸蠕变试验,确定沥青混合料的蠕变柔量、沥青混合料开裂需要的DCSEmin和能量比ER= DCSE HMA/DCSEmin ,ER是确定沥青混合料是否发生开裂标准之一。最后本文对各沥青混合料进行25℃劈裂疲劳试验,验证了DCSE HMA作为沥青混合料抗裂性能评价指标的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国外沥青路面 TOP-DOWN 裂缝研究概况
• 1.3 国内沥青路面 TOP-DOWN 裂缝研究概况
• 1.4 本文研究内容
• 1.4.1 沥青混合料材料对top-down 开裂影响因素研究
• 1.4.2 沥青路面top-down 开裂评价指标研究
• 第二章 沥青路面 TOP-DOWN 裂缝影响因素分析及其鉴别
• 2.1 沥青混合料原材料性质对抗裂性的影响因素
• 2.1.1 沥青用量
• 2.1.2 沥青种类
• 2.1.3 沥青老化
• 2.1.4 集料特性
• 2.1.5 级配不同
• 2.2 温度对沥青路面TOP-DOWN裂缝影响
• 2.2.1 温缩裂缝
• 2.2.1.1 温度应力计算
• 2.2.1.2 路面层内劲度梯度
• 2.2.2 温度疲劳裂缝
• 2.3 交通荷载对TOP-DOWN 裂缝的影响
• 2.3.1 裂缝类型
• 2.3.2 轮胎类型和结构对接地应力的影响
• 2.3.3 轮载和轮压
• 2.4 施工对TOP-DWON 裂缝的影响
• 2.4.1 摊铺机结构特点影响
• 2.4.2 离析
• 2.5 TOP-DOWN 裂缝的鉴别
• 2.5.1 纵向裂缝
• 2.5.2 横向裂缝
• 2.5.3 纵向和横向裂缝网
• 2.5.4 离析路段的裂缝
• 2.6 本章小结
• 第三章 沥青混合料抗裂性能影响因素试验研究
• 3.1 原材料性质
• 3.2 级配及最佳油石比确定
• 3.3 SCB 抗拉强度试验
• 3.3.1 SCB 试验试件制备
• 3.3.2 SCB 抗拉试验步骤
• 3.3.3 SCB 试件抗弯拉强度及应变计算
• 3.3.4 断裂能密度计算
• 3.4 IDT 间接拉伸试验
• 3.4.1 沥青用量
• 3.4.2 级配
• 3.4.3 沥青种类
• 3.5 本章小结
• 第四章 沥青混合料 TOP-DOWN 开裂指标研究
• HMA确定方法'>4.1 DCSE_HMA确定方法
• 4.2 重复荷载间接拉伸回弹模量试验结果及分析
• 4.2.1 重复荷载间接拉伸回弹模量试验步骤
• 4.2.2 沥青用量
• 4.2.3 沥青种类及级配
• 4.3 蠕变试验结果及分析
• 4.3.1 蠕变试验步骤
• 4.3.2 沥青用量
• 4.3.3 沥青种类及级配
• 4.4 基于能量比 ER 沥青路面 TOP-DOWN开裂评价
• 4.5 增强沥青混合料抗开裂性能措施
• min'>4.5.1 减小DCSE_min
• HMA'>4.5.2 增加DCSE_HMA
• 4.6 本章小结
• HMA 沥青混合料疲劳开裂性能研究'>第五章 基于DCSE_HMA沥青混合料疲劳开裂性能研究
• 5.1 分计耗散能密度计算
• 5.2 累计耗散能密度计算
• HMA 确定疲劳寿命方法'>5.3 采用DCSE_HMA确定疲劳寿命方法
• 5.4 沥青混合料疲劳性能试验
• 5.4.1 沥青用量
• 5.4.2 级配
• 5.4.3 沥青种类
• 5.5 加载应力比与沥青混合料疲劳寿命的关系
• 5.6 本章小结
• 结论及进一步研究建议
• 参考资料
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢