基于使用功能的小粒径沥青混合料材料组成设计方法研究

论文摘要

我国很多经济发达地区的公路建设已经进入养护改造期,加之沥青路面的早期损坏较为严重,为了改善路面服务状况、节省养护成本,亟需一种行之有效的养护措施。由小粒径沥青混合料成型的薄层沥青罩面可用来防止性能正在衰减的路面继续恶化,改善路面平整度,恢复路表面的抗滑阻力,对原路面也有一定的补强作用,是路面预防性养护的有效手段之一。不仅如此,小粒径沥青混合料亦可作为旧路改造的应力缓解层或新建道路的表面磨耗层。因此,近年来在道路工程中得到广泛应用。本文首先借助加州承载比试验,通过对干混集料承载力的分析来确定小粒径混合料分界筛孔尺寸。接下来在充分分析、借鉴现有级配和配合比设计方法的基础上,研究适用于修复路表变形、控制路表开裂和恢复路表抗滑性能的小粒径沥青混合料材料组成设计方法,并提出相应的配合比关键控制指标,并且开展相关室内基本性能试验和材料特性验证试验。在分析三种沥青混合料适用性及旋转压实特性的基础上,研究不同类型的小粒径混合料施工工艺。最后开展薄层罩面材料成本核算及经济效益分析。研究表明,本文中设计的小粒径沥青混合料可作为不同病害路面养护的薄层罩面材料,是一种“多功能、多用途”的混合料；其良好的使用功能保证了预防性养护的效果,宽广的适用范围为其广泛应用奠定了基础。对小粒径沥青混合料施工工艺的探讨和经济效益的分析,为其推广应用及相关技术开发提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 研究进展
• 1.2.2 当前存在的问题
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究技术路线
• 第二章 公称最大粒径4.75沥青混合料粗细集料分界筛孔尺寸的确定
• 2.1 沥青混合料粗细集料的划分
• 2.1.1 粗细集料划分的意义
• 2.1.2 粗细集料的分界现状概述
• 2.2 干混集料的加州承载比（CBR）试验
• 2.2.1 CBR试验简介
• 2.2.2 设计思路
• 2.2.3 结果分析
• 2.3 1.18MM作为粗细集料的分界筛孔的意义
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于修复路表变形类小粒径沥青混合料材料组成设计
• 3.1 小粒径沥青混合料组成设计方法研究
• 3.1.1 高等级沥青路面表面变形的影响因素
• 3.1.2 适用于修复路表变形类小粒径沥青混合料级配研究
• 3.2 修复路表变形类小粒径沥青混合料组成设计
• 3.2.1 小粒径沥青混合料V-S设计方法
• 3.2.2 级配优化设计
• 3.2.3 最佳油石比的确定
• 3.3 修复路表变形类小粒径沥青混合料性能评价
• 3.3.1 高温稳定性
• 3.3.2 水稳定性
• 3.3.3 抗滑性能
• 3.4 复合车辙板试验
• 3.4.1 车辙试验垫层设计
• 3.4.2 加铺2cmSMA-Ⅰ-1混合料车辙板试验
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于控制路表开裂类小粒径沥青混合料材料组成设计
• 4.1 控制路表开裂类小粒径沥青混合料材料组成
• 4.1.1 材料组成研究
• 4.1.2 混合料特殊组成材料
• 4.2 控制路表开裂类小粒径沥青混合料级配研究
• 4.2.1 级配设计理论
• 4.2.2 混合料级配设计
• 4.3 控制路表开裂类小粒径混合料配合比设计
• 4.3.1 最佳纤维掺量和沥青用量的确定
• 4.3.2 配合比关键控制指标研究
• 4.4 控制路表开裂类小粒径混合料性能评价
• 4.4.1 高温性能
• 4.4.2 水稳定性
• 4.4.3 抗滑性能
• 4.4.4 低温弯曲试验
• 4.4.5 弯曲应变能密度分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于恢复路表抗滑类小粒径沥青混合料材料组成设计
• 5.1 沥青混合料材料组成对路面抗滑性能的影响
• 5.2 恢复路表抗滑类小粒径混合料级配组成设计
• 5.2.1 抗滑表层沥青混合料级配组成研究
• 5.2.2 粗集料为单一粒径的密级配混合料级配设计
• 5.3 恢复路表抗滑类小粒径混合料配合比设计
• 5.3.1 沥青选择与最佳用量的确定
• 5.3.2 混合料空隙率变化对表面构造深度的影响
• 5.4 恢复路表抗滑类小粒径混合料性能评价
• 5.4.1 力学性能
• 5.4.2 高温性能
• 5.4.3 水稳定性
• 5.4.4 抗滑性能
• 5.4.5 抗滑性能衰变试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 小粒径沥青混合料施工技术研究与经济效益分析
• 6.1 小粒径沥青混合料性能比较与适用性研究
• 6.2 小粒径沥青混合料室内旋转压实特性研究
• 6.2.1 旋转压实密实度曲线分析
• 6.2.2 密实度能量指数CEI和TDI分析
• 6.2.3 压实次数比及集料嵌锁点
• 6.3 小粒径沥青混合料施工工艺
• 6.3.1 薄层罩面层间处理技术
• 6.3.2 小粒径沥青混合料生产、摊铺与压实
• 6.3.3 施工质量控制
• 6.4 薄层罩面经济效益分析
• 6.4.1 材料成本核算
• 6.4.2 全寿命周期经济效益分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 结语
• 7.1 主要研究结论
• 7.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 附录A 原材料及基质沥青数据
• 附录B 本论文试验方法
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢