PR.M高模量沥青混合料在公路中的应用研究

发布时间：2017-07-30 18:21

  本文关键词：PR.M高模量沥青混合料在公路中的应用研究

  更多相关文章： 高模量沥青混合料 配合比 路用性能 数值分析 试验段

【摘要】：近十几年来,我国高速公路得到飞速发展,随着交通量的增大,超载重载现象严重,传统沥青混合料的性能指标越来越不能满足现实的要求。PR-Module作为一种新型的沥青混合料添加剂,在高温抗车辙、水稳定性和抗疲劳方面有着独特的优势,既可以延长沥青路面的寿命,又提高了沥青路面的平整度和行车的舒适性。本文对添加PR.M的高模量沥青混合料进行了配合比设计以及路用性能研究,为以后高模量沥青混合料的广泛使用提供借鉴意义。借助BISAR软件对高模量沥青混合料进行了数值分析。分析发现：在沥青路面结构模型中,无论水平系数取一般状态或者紧急制动状态,层间接触情况如何,4cm的深度处是控制永久变形的关键位置,由此得知高模量添加剂的合理使用层位为中下面层。在完全弹性状态的假设下,沥青面层模量降低时,结构剪应力会变小,容易出现剪切破坏；当模量上升时,其最大剪应力会增加,能够有效防止剪切变形,提高了沥青路面的使用寿命,并且可以降低车辙对路面的损害。根据高模量沥青混合料的作用机理和技术要求,对其粗细集料、矿粉提出了技术要求。通过室内马歇尔试验确定了PR.M最佳干拌时间为20s,最佳拌合温度为175℃,在0.5%的掺量下AC-20C和AC-25C的最佳油石比为4.2%和4.1%。对不同PR.M掺量下的高模量沥青混合料开展了路用性能研究,进行了力学、高温性能、低温性能、水稳定性以及疲劳性能方面的试验。研究表明,随着PR.M剂量的增加,动稳定度也随之增加,相对变形率降低；水稳定性方面,残留稳定度有着明显提高,但是冻融劈裂强度较普通沥青混合料变化不大；低温性能与力学性能有显著提高；在最小应力下的疲劳寿命最多增幅172%,在最大应力下疲劳寿命最多增幅528%。结合工程实例,潜(江)——石(首)高速高模量沥青路面试验段。试验段铺筑结果表明：高模量沥青混合料不但满足规范要求,并且在高温性能、水稳定性及力学方面远优于普通沥青混合料；试验段铺设平整,压实度、渗水系数满足要求；提出了高模量沥青混合料的施工工艺,为今后高模量沥青混合料在我国的推广提供了参考依据。
【关键词】：高模量沥青混合料 配合比 路用性能 数值分析 试验段
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 研究内容与技术路线14-16
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 技术路线15-16
• 第二章 高模量沥青路面结构剪应力分析16-24
• 2.1 BISAR程序的产生及特点16
• 2.2 沥青路面结构分析模型16-17
• 2.3 层间不同接触状态及不同水平力系数下的剪应力分析17-19
• 2.4 不同模量变化下对最大剪应力的影响19-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 原材料的技术性质24-31
• 3.1 集料24-25
• 3.1.1 粗集料24
• 3.1.2 细集料24-25
• 3.2 矿粉25-26
• 3.3 沥青26-27
• 3.4 PR-Module高模量添加剂27-30
• 3.4.1 PR.M高模量添加剂主要指标27-28
• 3.4.2 PR.M的作用机理28-29
• 3.4.3 PR.M添加剂的掺加工艺29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 PR.M高模量沥青混合料配合比设计31-44
• 4.1 集料的级配31-32
• 4.2 马歇尔试验32-33
• 4.3 PR.M添加剂的干拌时间33-35
• 4.4 PR.M添加剂的拌合温度35-37
• 4.5 最佳油石比的确定37-42
• 4.6 本章小结42-44
• 第五章 P.M高模量沥青混合料的路用性能44-62
• 5.1 高温稳定性44-48
• 5.1.1 试验方法44-46
• 5.1.2 试验结果及分析46-48
• 5.2 水稳定性48-51
• 5.2.1 试验方法49
• 5.2.2 试验结果及分析49-51
• 5.3 低温稳定性51-55
• 5.3.1 试验方法52-53
• 5.3.2 试验结果及分析53-55
• 5.4 力学性能55-58
• 5.4.1 单轴压缩试验55-56
• 5.4.2 劈裂试验56
• 5.4.3 小梁弯曲试验56
• 5.4.4 试验结果及分析56-58
• 5.5 疲劳性能58-60
• 5.5.1 试验方法58-59
• 5.5.2 试验结果及分析59-60
• 5.6 本章小结60-62
• 第六章 试验路的铺筑与检测62-78
• 6.1 概述62
• 6.2 试验段原材料及沥青混合料技术指标检测62-66
• 6.2.1 沥青62-63
• 6.2.2 矿粉和集料63-65
• 6.2.3 矿料生产配合比65
• 6.2.4 最佳油石比65-66
• 6.2.5 PR.M高模量剂的添加方式及控制66
• 6.3 试验段铺筑66-72
• 6.3.1 拌合66-68
• 6.3.2 运输68-69
• 6.3.3 摊铺69-70
• 6.3.4 压实70-72
• 6.4 试验段相关试验与检测72-76
• 6.4.1 室内马歇尔及相关物理试验72-73
• 6.4.2 现场取芯检测73-76
• 6.5 后期跟踪与施工工艺76-77
• 6.6 本章小结77-78
• 结论与展望78-80
• 主要结论78-79
• 进一步的研究建议79-80
• 参考文献80-86
• 附录86-88
• 致谢88

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