花岗岩在高温多雨地区沥青路面上面层的应用研究

发布时间：2017-10-19 18:31

  本文关键词：花岗岩在高温多雨地区沥青路面上面层的应用研究

  更多相关文章： 黏附性 抗剥落剂 花岗岩沥青混合料 扫描电子显微镜 耐久性能

【摘要】：随着我国高速公路的迅猛发展,沥青路面常用集料如玄武岩、石灰岩等,由于地域分布不均,局部地区储量不足,难以满足当前高等级沥青路面的建设需求。而花岗岩在我国分布广泛,储量丰富,但因其用作路面材料时与沥青的黏附性差,沥青膜易在水的作用下剥落,导致路面出现松散、坑槽等路面早期损坏,目前在沥青路面中的应用较少。研究花岗岩作为路面材料这一缺陷的机理并解决这一问题,使其满足路面材料要求,对我国公路建设和环境保护具有重要的社会意义和经济价值。本文围绕花岗岩集料与沥青黏附性,分别对花岗岩集料、沥青胶浆、花岗岩沥青混合料进行了较系统地研究,提出了相关评价方法与评价指标,并依托海南省高速公路建设实体工程,成功地将花岗岩石料应用于沥青路面上面层,取得了以下几方面研究成果。首先,对海南省全省范围内的花岗岩集料现场调研和取样,进行粗集料常规指标的试验检测和初步筛选。利用图像表征方法对花岗岩粗集料轮廓形状和棱角性进行评价,初步提出了更全面反映集料的形状特性的评价方法与评价指标,为高速公路沥青路面矿料选用提供参考和依据。其次,使用扫描电子显微镜(SEM)对花岗岩集料与沥青的黏附界面特性进行研究,利用图像处理和计算机编程技术,得到表征沥青与集料黏附界面轮廓的指标,并与黏附性建立相关关系,提出黏附性的微观评价方法。再次,通过黏附性试验,以及采用动态剪切流变试验(DSR)对掺加一定量剥落剂的沥青胶浆的粘弹性进行研究,确定最佳的抗剥落剂用量。结合抗剥落方案,进行了花岗岩沥青混合料配合比设计与优化研究,拌制了理想的花岗岩沥青混合料。针对高温多雨的气候条件,采用试验条件苛刻的汉堡车辙试验和水损坏敏感性试验,对混合料进行了耐久性能研究,并进一步验证了抗剥落方案。最后,依托实体工程,将本文的研究成果应用于试验路,通过现场检测与取样室内试验,表明采用本文配合比设计及抗剥落方案的花岗岩沥青混合料具有良好的抗水损坏性能和高温抗车辙耐久性,满足高等级沥青路面上面层的要求。
【关键词】：黏附性 抗剥落剂 花岗岩沥青混合料 扫描电子显微镜 耐久性能
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414;U416.217
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 粗集料形状特性研究11-12
• 1.2.2 黏附性理论研究12-13
• 1.2.3 抗剥落措施及应用的研究13-14
• 1.2.4 黏附性检测方法与对比研究14-15
• 1.2.5 花岗岩沥青混凝土的应用研究15-16
• 1.3 研究目标和内容16-17
• 1.4 研究技术路线17-20
• 第二章 花岗岩集料指标与黏附界面特性试验研究20-52
• 2.1 花岗岩集料的现场调研20
• 2.2 花岗岩集料常规指标的试验研究20-26
• 2.2.1 粗集料密度与吸水率的试验研究20-22
• 2.2.2 粗集料的压碎值与洛杉矶磨耗试验研究22-24
• 2.2.3 粗集料针片状试验研究24-25
• 2.2.4 集料级配规格的试验研究25-26
• 2.3 粗集料轮廓形状和棱角性的图像表征及指标研究26-38
• 2.3.1 粗集料轮廓形状(Form)图像表征及指标研究30-31
• 2.3.2 粗集料棱角性(Angularity)图像表征及指标研究31-35
• 2.3.3 粗集料颗粒指数I_p的研究35-38
• 2.4 集料与沥青黏附界面特性及微观指标研究38-51
• 2.4.1 集料与沥青黏附界面特性的测试方法38-40
• 2.4.2 SEM测试结果的分析40-42
• 2.4.3 SEM测试结果的指标研究42-51
• 2.5 本章小结51-52
• 第三章 抗剥落剂对沥青相关性能影响的试验研究52-62
• 3.1 抗剥落剂对黏附性影响的试验研究52-55
• 3.2 抗剥落剂对沥青粘弹性影响的试验研究55-61
• 3.2.1 试验原理56
• 3.2.2 试验方法56-57
• 3.2.3 试验结果分析与结论57-61
• 3.3 本章小结61-62
• 第四章 花岗岩沥青混合料配合比设计与高温多雨条件下耐久性试验研究62-80
• 4.1 花岗岩沥青混合料配合比设计62-67
• 4.1.1 原材料性能检测62-64
• 4.1.2 级配设计64-66
• 4.1.3 最佳油石比设计66-67
• 4.2 沥青混合料性能检测67-70
• 4.2.1 水稳定性试验67-68
• 4.2.2 车辙试验68-69
• 4.2.3 热拌沥青混合料加速老化试验69-70
• 4.3 高温多雨条件下耐久性能试验研究70-78
• 4.3.1 汉堡车辙试验70-75
• 4.3.2 水损坏敏感性试验75-78
• 4.4 本章小结78-80
• 第五章 施工技术与性能观测研究80-88
• 5.1 工程概况80
• 5.2 原材料检测80-82
• 5.3 配合比设计及施工82-85
• 5.3.1 目标配合比设计82-83
• 5.3.2 生产配合比设计与验证83
• 5.3.3 施工及质量检测83-85
• 5.4 实体工程的性能检测85-86
• 5.5 本章小结86-88
• 第六章 结论与展望88-90
• 6.1 结论88-89
• 6.2 展望89-90
• 参考文献90-94
• 致谢94-96
• 附录96-100

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