沥青混合料高温稳定性评价指标和级配设计方法研究--《长安大学》2007年博士论文
沥青混合料高温稳定性评价指标和级配设计方法研究
【摘要】：
本文通过对陕西省高速公路车辙病害的调查分析,对较好路段及车辙严重段的级配曲线和混合料组成的分析,得出车辙病害的主要原因在于级配不合理,车辙的类型主要是失稳性车辙,剪切流动变形是永久变形问题的主要发生机理,所以提高混合料的抗剪切流动变形能力是解决车辙问题的关键。
通过比较分析沥青混合料高温性的各种试验方法和相应的评价指标,结合车辙病害机理分析,指出动稳定度指标的存在的不足。基于压实理论分析,本文首次提出了“综合稳定系数CSI”的概念,作为沥青混合料永久变形评价指标,基于现有车辙试验设备,给出了综合稳定系数的计算公式。该指标综合考虑了压实过渡期和压实稳定期的变形,能更好的评价沥青混合料的高温稳定性,并通过分析综合稳定系数与力学指标劲度模量之间的相关性,建立两者之间的关系模型,验证了综合稳定系数的合理性。
通过建立散体细观力学模型,推导出散体剪切模量的理论计算公式,通过球体在空间不同排列方式的统计分析,得出了散体相对密度d与单位体积接触面数目N_1/V_1呈线性关系,根据建立的回归模型确定散体颗粒接触面数目,为建立测试粗集料剪切模量的基本方法提供更深层次的力学参考依据。
结合逐级填充理论,首次提出了以集料散体的剪切模量为主要控制指标的“多级抗剪密级配”MAS设计方法。保证了设计的级配有最大的抗剪切能力,以提高混合料的高温稳定性。对设计出的多级抗剪密实级配MAS—20进行路用性能检验,选取了的五条很有代表性的级配曲线进行比较分析,试验结果证明了多级抗剪密级配MAS—20的高温稳定性和水稳定性都很好,说明多级抗剪密级配适合于高温多雨地区高速公路中面层的设计要求,印证了MAS级配设计方法的合理性。
【关键词】：
【学位授予单位】：长安大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2007【分类号】：U414【目录】：
Abstract6-9
第一章 绪论9-21
1.1 问题的提出及研究意义9-11
1.2 目前研究现状11-18
1.3 待解决的问题18-19
1.4 研究内容及技术路线19-21
第二章 高速公路路面车辙调查与分析21-35
2.1 高速公路路面车辙现状21-29
2.2 车辙类型分析29-31
2.3 车辙原因分析31-34
2.4 本章小结34-35
第三章 车辙形成机理分析与评价指标的确定35-56
3.1 车辙的形成机理分析35-38
3.2 沥青混合料永久变形评价指标分析38-47
3.3 混合料压实理论分析和车辙评价新指标研究47-54
3.4 本章小结54-56
第四章 散体剪切模量的细观力学分析56-67
4.1 颗粒材料的细观力学模型56-61
4.2 散体内颗粒接触面数目与相对密度的关系61-65
4.3 本章小结65-67
第五章 多级抗剪密级配设计方法研究67-82
5.1 级配理论和设计方法的评述67-72
5.2 基于提高混合料抗剪强度的级配设计理论研究72-77
5.3 多级抗剪密级配设计方法与步骤77-81
5.4 本章小结81-82
第六章 设计实例及路用性能研究82-104
6.1 主抗车辙区的确定82-83
6.2 原材料技术性能83-85
6.3 MAS-20设计实例分析85-96
6.4 MAS-20沥青混合料路用性能研究96-103
6.5 本章小结103-104
主要结论及进一步研究的建议104-106
1. 主要结论104-105
2. 进一步研究的建议105-106
参考文献106-111
发表的主要学术论文111-112
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５１９０１５
３．广西交通科学研究院广西道路结构与材料重点实验室培育基地广西南宁　５３０００７
４．铁道第三勘察设计院集团有限公司天津 ３００２５１
摘 要为了定量评价超大粒径沥青混合料
的级配特性运用分形理论提出了
质量分形分布函数的计算方法得到了不同级配 ＳＬＳＭ?４０的质量分形维数建立了集料质量分布
与分形维数的关联模型分析了分形维数与ＳＬＳＭ?４０体积指标的关系并通过强度试验和简单性
能试验研究了
的力学指标分析结果表明分形维数在
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