大粒径透水性沥青混合料组成设计及路用性能研究

发布时间：2019-10-02 22:15

【摘要】：公路交通量大幅增加，车辆轴载、胎压显著增大，导致沥青路面在使用初期就出现严重的永久变形和疲劳破坏。半刚性基层材料自身缺陷造成沥青路面反射裂缝及水损坏问题也日趋突出。大粒径透水性沥青混合料（LSPM）为解决或缓解以上问题提供了一种有效的途径和新的思路。我国对于大粒径透水性沥青混合料的研究还相对较薄弱，迄今尚无清晰界定。本文参考国内外大粒径沥青混合料及排水性沥青混合料研究与实践的基础上，对LSPM材料组成设计及路用性能进行了研究。在充分考虑大粒径透水性沥青混合料所处路面结构层位功能基础上，分析了其组成结构及强度构成特性；建立了基于贝雷法级配设计思想、引入“预留空隙率”这一预设参数的LSPM矿料级配设计方法，，并通过对设计级配的检验，初步验证了应用贝雷法进行空隙骨架型沥青混合料矿料级配设计的可行性；考虑了沥青被集料吸收的比例，提出了以沥青膜有效厚度和集料比表面积初定沥青用量的计算方法，在此基础上建立了综合沥青膜有效厚度、设计空隙率、大型马歇尔试件体积指标以及析漏和飞散质量损失等确定LSPM最佳沥青用量的方法。初步研究了大粒径透水性沥青混合料室内路用性能，主要包括高温稳定性试验、水稳定性试验、渗透试验及疲劳试验。试验表明，级配设计良好的LSPM抗车辙能力明显高于传统沥青混凝土；在满足沥青析漏质量损失前提下，混合料抗水损能力主要依靠沥青膜厚度保证；空隙率界定在13%~18%主要是考虑混合料排水性能与耐久性能之间的平衡，满足排水要求也具备较高的耐久性。通过试验路段铺筑，对LSPM现场施工工艺及质量控制关键点进行了探讨。经过8个多月行车荷载作用，路表无明显车辙和裂缝产生，初步表明水泥混凝土板加铺LSPM柔性基层具有较好的抵抗高温永久变形和反射裂缝的能力，但试验段长期的使用性能还待更进一步观测。
【图文】：

技术路线图,论文研究

论文研究技术路线图

组合和,空隙,颗粒形状

（a）0.15d （b）0.20d （c）0.24d （d）0.29d图 2-2 颗粒形状组合和组合后的空隙当颗粒全为圆形时，如图 2-2（a）所示，空隙尺寸为颗粒直径 d 的0.15 倍，即 0.15d；当组成颗粒中有两个圆面一个平面时，如图 2-2（b），空隙尺寸为 0.20d；当一个圆面和两个平面的颗粒组合时，如图 2-2（c），空隙尺寸为 0.24d；当颗粒全为平面时，如图 2-2（d），空隙尺寸为 0.29d。因子 0.22 是这 4 种情形的平均值。虽然 0.22 不能完全准确地反映所有沥青混合料的情况，但分析表明比例因子在 0.18~0.28 这个范围内对级配影响不大[29]。因此，在求取 PCS 时只要选择与 NMPS 的 0.22 倍最接近的筛孔即可。表 2-2 列出了对应不同公称最大粒径的 PCS。表 2-2 对应不同公称最大粒径的 PCS
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U414

【参考文献】