基于旋转压实法的强紫外光地区沥青路用性能研究

发布时间：2017-09-30 04:38

  本文关键词：基于旋转压实法的强紫外光地区沥青路用性能研究

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【摘要】：由于传统马歇尔击实法不能够完全模拟路面的实际工况,美国公路战略研究计划(SHRP)研发出一套全新的沥青混合料设计体系—Superpave法,其中一项主要技术成果是旋转压实法,该方法能够使不同粒径的集料更好的嵌挤、密实,较好的模拟路面实际施工碾压过程,得到了道路工程界普遍的认可,并较为广泛的应用于公路建设工程。本文以内蒙古额济纳旗航天路88公里处京新高速临白段连接线上的拟建道路工程为依托工程,对旋转压实法的沥青混合料进行设计以及路用性能验证,并对旋转压实法和马歇尔法两种试验方法设计的沥青混合料及路面结构进行分析。该工程属于西北强紫外光照射地区,紫外光照射易使沥青路面发生老化现象。首先采用旋转压实法对AC-16、AC-20和ATB-30三种沥青混合料进行设计,确定混合料的最佳油石比;其次从高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性三个方面来进行沥青混合料的路用性能分析,并对AC-16沥青混合料进行室内紫外光照射,研究紫外光老化对基于旋转压实法设计的沥青混合料性能的影响;再次对旋转压实法与马歇尔法设计的沥青混合料间存在的差异性及相关性进行分析;最后利用Bisar 3.0计算依托工程拟建道路路面结构力学性质,分析两种方法对路面结构的影响。通过试验数据分析得到:AC-16、AC-20和ATB-30三种沥青混合料的油石比分别为4.7%、4.3%、3.0%,均具有良好的路用性能;试验证明,旋转压实设计方法对沥青混合料的抗车辙、抗低温开裂、抑制水损害及抗紫外光老化能力较马歇尔法均有所增高;建立了旋转压实试件与马歇尔试件体积参数的关系式;从计算分析可知,依据旋转压实设计的路面结构满足设计要求,力学性能优于马歇尔法。
【关键词】：沥青混合料 旋转压实 马歇尔 路用性能 紫外线老化
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 沥青混合料的设计方法12-14
• 1.2.2 旋转压实仪的发展14-16
• 1.3 主要研究内容和技术路线16-18
• 1.3.1 主要研究内容16-17
• 1.3.2 技术路线17-18
• 2 旋转压实原理及参数的确定18-26
• 2.1 试件成型方式的选择18
• 2.2 旋转压实原理18-21
• 2.3 旋转压实参数的确定21-24
• 2.4 本章小结24-26
• 3 沥青混合料配合比设计26-44
• 3.1 原材料26-29
• 3.1.1 沥青26-27
• 3.1.2 集料27-29
• 3.2 沥青混合料级配设计29-32
• 3.2.1 沥青混合料级配理论29-31
• 3.2.2 沥青混合料级配设计31-32
• 3.3 沥青混合料油石比的确定32-42
• 3.3.1 AC-16沥青混合料石油比的确定35-37
• 3.3.2 AC-20沥青混合料石油比的确定37-39
• 3.3.3 ATB-30沥青混合料石油比的确定39-40
• 3.3.4 最大压实次数的验证40-42
• 3.4 本章小结42-44
• 4 沥青混合料路用性能研究44-62
• 4.1 沥青混合料高温稳定性研究44-47
• 4.1.1 车辙试验45-46
• 4.1.2 车辙试验结果及分析46-47
• 4.2 沥青混合料低温抗裂性研究47-49
• 4.2.1 低温劈裂试验47-48
• 4.2.2 低温劈裂试验结果及分析48-49
• 4.3 沥青混合料水稳性研究49-51
• 4.3.1 浸水马歇尔试验50
• 4.3.2 浸水马歇尔试验结果及分析50-51
• 4.4 沥青混合料力学性能性能研究51-54
• 4.4.1 抗压回弹模量试验51-53
• 4.4.2 劈裂试验53-54
• 4.5 沥青混合料紫外光老化研究54-60
• 4.5.1 紫外光老化试验54-55
• 4.5.2 紫外光老化试验结果及分析55-60
• 4.6 本章小结60-62
• 5 旋转压实与马歇尔试验的对比分析62-74
• 5.1 马歇尔法沥青混合料设计62-64
• 5.2 旋转压实法与马歇尔法对体积参数的影响64-66
• 5.2.1 不同成型方法对体积参数的影响64-66
• 5.2.2 不同成型方法对最佳油石比的影响66
• 5.3 旋转压实和马歇尔对沥青混合料紫外光老化前后的路用性能影响66-70
• 5.3.1 不同成型方法对沥青混合料老化前后高温稳定性的影响66-68
• 5.3.2 不同成型方法对沥青混合料老化前后低温抗裂性的影响68-69
• 5.3.3 不同成型方法对沥青混合料老化前后抗压回弹模量的影响69-70
• 5.4 旋转压实与马歇尔击实间的关系70-72
• 5.5 本章小结72-74
• 6 路面结构力学计算分析74-82
• 6.1 基于旋转压实的路面结构力学分析74-80
• 6.1.1 计算参数的确定74-78
• 6.1.2 计算结果及分析78-80
• 6.2 不同成型方法对路面结构力学行为的影响80-81
• 6.2.1 路表弯沉的影响分析80
• 6.2.2 层底拉应力的影响分析80-81
• 6.2.3 层底剪应力的影响分析81
• 6.3 本章小结81-82
• 7 结论与展望82-84
• 7.1 结论82-83
• 7.2 展望83-84
• 参考文献84-90
• 致谢90-92
• 攻读硕士期间发表论文及科研情况92

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本文编号：946231