嵌挤填充沥青混合料及其剪切性能研究

论文摘要

车辙是高速公路沥青路面的主要破坏形式之一,沥青混合料的剪切变形是导致沥青路面出现车辙的主要原因,尤其是半刚性基层沥青路面更为明显。国内外已从合理评价与提高沥青混合料高温稳定性方面开展了较多研究,起到了积极作用,但车辙问题仍较普遍,严重影响了沥青路面的正常使用。本文从嵌挤填充级配沥青混合料优化设计和沥青混合料的剪切性能两个方面开展研究,以期提高沥青混合料的抗高温剪切变形能力,减轻车辙及其影响。利用自行设计加工的振动台对矿料进行振动试验,研究了不同粒径颗粒之间的嵌挤填充效果,并借鉴多级嵌挤的思路,以沥青混合料的空隙率最小、密实度最大、形成嵌挤结构为原则,确定了不同粒径粗集料的填充颗粒粒径及其质量填充比;并以实用、可操作性强为原则,编制了嵌挤填充级配优化设计软件,提出了嵌挤填充级配沥青混合料配合比优化设计方法;路用性能试验结果表明,嵌挤填充级配沥青混合料具有良好的路用性能并满足实际运用。从合理性和实用性出发,研发了沥青混合料剪切试验仪,提出了剪切试验方法及评价指标。通过剪切试验,分析了围压、剪切速率、试验温度、粒径大小、矿料级配、沥青种类、沥青含量等对沥青混合料剪切性能的影响;并与车辙试验结果进行了对比,结果表明两者具有良好的相关性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容与技术路线
• 第二章 试验原材料与试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.2 试验方法
• 第三章 嵌挤填充级配组成设计方法研究
• 3.1 级配组成理论
• 3.2 嵌挤填充级配组成基本思想
• 3.3 矿料振动填充试验分析
• 3.4 嵌挤填充级配组成设计方法
• 3.5 试验混合料的矿料级配组成确定
• 3.6 本章小结
• 第四章 嵌挤填充沥青混合料路用性能
• 4.1 试验混合料最佳沥青用量与稳定度
• 4.2 低温弯曲特性
• 4.3 高温车辙变形能力
• 4.4 水稳定性试验
• 4.5 本章小结
• 第五章 沥青混合料剪切试验方法研究
• 5.1 材料剪切破坏理论
• 5.2 沥青混合料的剪切变形
• 5.3 沥青混合料剪切试验仪
• 5.4 沥青混合料剪切试验方法
• 5.5 沥青混合料剪切试验评价指标
• 5.6 本章小结
• 第六章 沥青混合料的剪切性能
• 6.1 围压影响分析
• 6.2 剪切速率影响分析
• 6.3 试验温度影响分析
• 6.4 最大粒径影响分析
• 6.5 级配组成影响分析
• 6.6 沥青种类影响分析
• 6.7 沥青用量影响分析
• 6.8 与车辙试验对比分析
• 6.9 本章小结
• 结论
• 一、主要研究结论
• 二、进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢