橡胶沥青混合料疲劳性能研究

论文摘要

近年来,我国公路建设事业发展迅速,但是大量新建沥青路面出现反射裂缝、车辙、水损害等问题,从国外的使用经验来看,橡胶沥青具有良好的使用性能,在一定程度上可以缓解路面早期损坏问题。同时,橡胶沥青是一种环保材料,可以节约资源、保护环境,有着很大的研究价值。本文对橡胶沥青以及橡胶沥青混合料的疲劳性能进行研究,通过试验分析,找出合理的设计方法,对橡胶沥青在疲劳抗裂方面的应用进行探索。首先,对橡胶沥青的特殊改性机理进行分析,通过对美国各州橡胶沥青技术标准的比较,结合我国国情,推荐以针入度、软化点、弹性恢复和177℃旋转粘度作为橡胶沥青的质量控制指标,并给出了合理的指标范围。其次,对橡胶沥青性能影响因素进行分析,选择合适的基质沥青、橡胶粉、橡胶粉掺量以及加工方式来生产橡胶沥青,并通过SHRP分级试验对橡胶沥青的抗裂性能进行对比分析。再次,对目前主要的疲劳试验方法进行对比,最终选择应变控制下的三分点加载小梁弯曲疲劳试验方法来评价橡胶沥青混合料的疲劳性能。将橡胶沥青混合料与常用的基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料对比,从疲劳性能和高温性能两方面综合评价。采用灰色系统关联度分析方法,对空隙率、沥青用量、胶粉用量、饱和度、橡胶沥青粘度、级配粗细等橡胶沥青混合料疲劳性能影响因素进行分析,找出哪些因素是主要的,并分析各因素是如何影响橡胶沥青疲劳性能的。根据分析结果提出基于抗疲劳性能的橡胶沥青混合料设计方法,合理的选择原材料以及进行混合料体积设计。最后,通过铺筑试验路,在实际工程中检验橡胶沥青混合料疲劳抗裂能力,并对橡胶沥青以及混合料的生产工艺、混合料的施工工艺等进行研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 橡胶沥青的定义
• 1.2.2 橡胶沥青在国外的发展
• 1.2.3 橡胶沥青在国内的发展
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 橡胶沥青指标与性能研究
• 2.1 湿拌法橡胶沥青反应机理研究
• 2.2 橡胶沥青质量控制指标选择
• 2.2.1 国外常用技术标准分析
• 2.2.2 本文推荐的技术指标
• 2.3 橡胶沥青性能影响因素分析
• 2.3.1 基质沥青的选择
• 2.3.2 橡胶粉的选择
• 2.3.3 橡胶粉掺量的选择
• 2.3.4 加工工艺
• 2.4 橡胶沥青抗裂性能评价
• 2.4.1 试验材料制备
• 2.4.2 橡胶沥青疲劳抗裂性能评价
• 2.4.3 橡胶沥青低温抗裂性能评价
• 2.5 本章小结
• 第3章 橡胶沥青混合料疲劳性能试验方法的选择
• 3.1 目前主要疲劳试验方法的对比分析
• 3.2 三分点加载小梁弯曲试验方法简介
• 3.2.1 试验夹具设计
• 3.2.2 试验参数的选择
• 3.2.3 试验步骤
• 3.2.4 试验参数计算方法
• 3.3 本章小结
• 第4章 橡胶沥青混合料疲劳性能分析
• 4.1 疲劳试验设计
• 4.1.1 原材料的选择
• 4.1.2 级配的选择
• 4.1.3 混合料体积设计
• 4.1.4 试验方案
• 4.2 疲劳试验数据分析
• 4.3 橡胶沥青混合料疲劳性能影响因素分析
• 4.3.1 沥青用量的影响
• 4.3.2 空隙率的影响
• 4.3.3 级配的影响
• 4.3.4 胶粉掺量的影响
• 4.3.5 浸润作用的影响
• 4.3.6 其他影响因素
• 4.3.7 各影响因素关联度分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 试验路的铺筑
• 5.1 工程概况和试验路设计
• 5.1.1 工程概况
• 5.1.2 试验路设计
• 5.2 橡胶沥青混合料设计
• 5.2.1 原材料选择
• 5.2.2 橡胶沥青的生产
• 5.2.3 配合比设计
• 5.3 橡胶沥青混合料施工工艺研究
• 5.3.1 橡胶沥青混合料拌和
• 5.3.2 储存和运输
• 5.3.3 摊铺与压实
• 5.3.4 质量控制
• 5.3.5 路面施工质量检测
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢