微表处混合料路用性能室内试验研究

论文摘要

随着交通车辆的与日俱增,汽车巨型化,车辆重载超载严重以及车辆渠化等等,现在的交通对路面的要求越来越高。而沥青路面对气温、雨水和日照等自然因素十分敏感,其承载能力和防止病害水害能力相对偏低,直接影响沥青路面的使用性能和耐久性。目前国内处理这些病害最常用的办法是铣刨掉沥青面层后再加铺热拌沥青混凝土罩面层,而欧美等发达国家广泛采用微表处作沥青路面的预防性养护。目前微表处在我国主要用于传统养护罩面,作为一项新技术,在国内其相关研究工作还不够。首先,介绍了改性乳化沥青的制备机理以及试验室内制备改性乳化沥青的过程及注意事项。其次,对微表处的原材料进行试验研究,分析了乳化剂、沥青品种、油石比对改性乳化沥青蒸发残留物性能和储存稳定性的影响。随着改性剂的增加能有效的改善乳化沥青的低温和高温性能,但是对于不同基质沥青,沥青性能提高的幅度是不同的。再次,配合比设计以及路用性能研究。分析了国际稀浆罩面协会(ISSA)微表处原材料的技术要求、相关性能试验及配合比设计流程,指出了ISSA传统设计与评价方法存在的主要问题。由湿轮磨耗和负荷轮试验确定的油石比范围过大,本文采用飞散试验“质量损失”指标和改进粘附砂量确定最佳油石比。路用性能测试主要针对抗滑性能和防渗水性能进行了构造深度和渗水系数的测定。最后,采用确定的级配和最佳改性乳化沥青用量,研究微表处与原路面的层间剪切性能。主要从四个方面研究,分别是下卧层的情况、级配和是否撒铺粘油层以及微表处的厚度,并且用灰熵法分析得出关键因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题提出及研究意义
• 1.1.1 我国公路发展的情况
• 1.1.2 高速公路建设养护并重的重要意义
• 1.2 养护对策与预防性养护
• 1.2.1 养护的各种理念
• 1.2.2 预防性养护类型
• 1.3 国内外研究概况
• 1.3.1 国外研究概况
• 1.3.2 国内微表处研究现状及发展动态
• 1.4 本文主要研究内容及思路
• 第二章 改性乳化沥青的原理及制备研究
• 2.1 改性沥青制备原理与过程
• 2.1.1 改性沥青制备原理
• 2.1.2 改性沥青过程
• 2.2 乳化沥青制备原理与工艺
• 2.2.1 沥青乳化原理
• 2.2.2 改性乳化沥青制备工艺
• 2.3 试验室改性乳化沥青制备的过程及注意事项
• 2.3.1 沥青的准备
• 2.3.2 皂液的制备
• 2.3.3 沥青的乳化
• 2.3.4 沥青的储存
• 2.4 本章小结
• 第三章 微表处改性乳化沥青的技术要求
• 3.1 各国改性乳化沥青的技术指标
• 3.1.1 美国标准
• 3.1.2 日本标准
• 3.1.3 中国标准
• 3.2 正交试验设计
• 3.3 试验原材料
• 3.3.1 基质沥青
• 3.3.2 乳化剂
• 3.3.3 其他原材料
• 3.4 试验结果分析
• 3.4.1 软化点试验及结果分析
• 3.4.2 针入度试验及结果分析
• 3.4.3 延度试验及结果分析
• 3.4.4 储存稳定性试验及结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 微表处混合料配合比设计及路用性能研究
• 4.1 国外微表处用集料技术要求的对比
• 4.1.1 国外集料要求
• 4.1.2 我国微表处用集料技术要求
• 4.2 微表处矿料级配范围对比
• 4.2.1 国外常用的微表处级配范围的对比
• 4.2.2 我国微表处级配范围
• 4.3 试验方案
• 4.3.1 试验基本思路
• 4.3.2 试验过程
• 4.4 试验结果分析
• 4.4.1 飞散试验结果分析
• 4.4.2 改进的负荷轮粘砂试验结果分析
• 4.5 路用性能检验
• 4.5.1 车辙试验方法
• 4.5.2 车辙试验结果
• 4.5.3 渗水试验及结果
• 4.5.4 表面构造深度试验及结果
• 4.5.5 破乳时间试验及结果
• 4.6 改进试验的可行性
• 4.7 本章小结
• 第五章 微表处混合料层间剪切试验研究
• 5.1 室内剪切试验
• 5.1.1 试验设备
• 5.1.2 试验方案
• 5.1.3 试件制备
• 5.1.4 剪切仪试验过程及步骤
• 5.2 灰熵分析法
• 5.2.1 映射量的确定及均值化处理
• 5.2.2 计算灰熵关联系数
• 5.2.3 计算灰熵关联密度
• 5.2.4 计算灰关联熵与灰熵关联度
• 5.2.5 关键影响因素分析
• 5.3 试验结果分析
• 5.3.1 各影响因素的灰关联熵分析
• 5.3.2 关键影响因素分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与进一步研究设想
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新点
• 6.3 进一步研究设想
• 参考文献
• 致谢
• 附录Ａ攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目