沥青混凝土路面抗紫外光老化级配优化设计研究

发布时间：2017-08-18 12:13

  本文关键词：沥青混凝土路面抗紫外光老化级配优化设计研究

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【摘要】：紫外光辐射是引起沥青混凝土路面在使用过程中老化的重要因素之一,尤其在我国西北强紫外光辐射地区,沥青混凝土路面因受到强紫外光辐射而导致老化的现象越来越严重。如何采取合理有效的措施控制沥青混凝土路面的紫外光老化是一个亟需解决的关键问题。针对该问题,本文开展了沥青混凝土路面抗紫外光老化级配优化设计研究。论文首先对沥青混凝土路面紫外光老化机理做了简要分析,确定了室内紫外光老化试验所需的辐射时长与辐射强度,为后续室内紫外光老化试验奠定了基础。然后采用正交试验设计方法,按照五因素五水平设计试验,选择9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm等四个关键筛孔和油石比作为影响因素对SBS I-C改性沥青AC-13混合料进行了马歇尔试验研究,最后运用极差分析法对试验结果进行系统分析,得到了每个因素水平对AC-13沥青混合料体积参数和物理-力学性能的影响规律,明确了各关键筛孔和油石比对AC-13沥青混合料的影响排序,提出了适合强紫外光辐射地区SBS I-C改性沥青AC-13混合料的级配优化范围。通过正交试验设计方法选择13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm等四个关键筛孔和油石比作为影响因素对AC-16沥青混合料进行了马歇尔试验研究,采用极差分析法分析了每个因素水平对AC-16沥青混合料体积参数和物理-力学性能的影响规律,明确了各关键筛孔和油石比对AC-16沥青混合料的影响排序,得到了各体积参数的最优组合,提出了适合强紫外光辐射地区SBS I-C改性沥青AC-16混合料的级配优化范围。在优化的AC-13与AC-16级配范围内通过控制13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm等关键筛孔的通过率,分别设计了5种S型级配,并将各S型级配进行抗紫外光老化性能和高低温性能的验证,最终分别优选出了具有抗紫外光性能强、高低温性能佳的目标级配,为强紫外光辐射地区沥青混凝土路面的优化设计提供理论依据。本文从级配设计优化、沥青混合料设计方法以及级配范围优化等方面进行了系统研究,对于推动我国沥青混凝土路面的抗紫外光老化研究和发展起到一定的作用。
【关键词】：沥青混合料 紫外光老化 关键筛孔 级配优化 正交试验 级配范围
【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】：U416.2
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-10
• 1.绪论10-20
• 1.1 课题的提出及研究意义10-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 国内外沥青紫外光老化研究进展13-15
• 1.2.2 国内外沥青混合料紫外光老化研究进展15-16
• 1.2.3 国内外沥青混合料级配优化设计研究进展16-18
• 1.2.4 国内外研究现状综述18
• 1.3 研究内容18-19
• 1.4 研究技术路线19-20
• 2.原材料及紫外光老化试验系统20-32
• 2.1 沥青、集料技术性能20-23
• 2.1.1 沥青20-21
• 2.1.2 粗细集料21-23
• 2.2 紫外光辐射23-25
• 2.2.1 太阳辐射概况23-24
• 2.2.2 紫外光辐射概况24-25
• 2.3 沥青混凝土路面紫外光老化机理25
• 2.4 建立室内紫外光老化试验箱25-31
• 2.4.1 紫外光试验箱箱体26-27
• 2.4.2 紫外光辐射光源27-28
• 2.4.3 试验箱箱内温度模拟控制28-29
• 2.4.4 试验箱箱内辐射强度与时长确定29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3.强紫外光地区AC-13沥青路面级配优化设计32-66
• 3.1 强紫外光地区沥青路面路用性能分析32-34
• 3.1.1 强紫外光地区沥青路面应具备的路用性能与评价指标32-33
• 3.1.2 影响强紫外光地区沥青路面路用性能的主要因素分析33-34
• 3.2 强紫外光地区AC-13级配正交试验优化设计34-55
• 3.2.1 优化设计方法的确定35-37
• 3.2.2 正交因子的选取37-40
• 3.2.3 AC-13级配正交试验优化设计40-41
• 3.2.4 多指标正交试验结果41-43
• 3.2.5 多指标试验结果分析43-55
• 3.3 路用性能验证55-62
• 3.3.1 试验级配及油石比的确定55-56
• 3.3.2 定量紫外光辐射的确定56-57
• 3.3.3 定量紫外光照射后试验级配沥青混合料高温性能57-59
• 3.3.4 定量紫外光照射后试验级配沥青混合料低温性能59-61
• 3.3.5 试验级配紫外光老化前后高低温性能分析61-62
• 3.4 本章小结62-66
• 4.强紫外光地区AC-16沥青路面级配优化设计66-90
• 4.1 强紫外光地区AC-16级配正交试验优化设计66-70
• 4.1.1 正交因子的选取66-68
• 4.1.2 AC-16级配正交试验优化设计68-70
• 4.2 多指标正交试验结果及分析70-83
• 4.2.1 多指标正交试验结果70-71
• 4.2.2 多指标试验结果分析71-83
• 4.3 路用性能验证83-87
• 4.3.1 试验级配及油石比的确定83-84
• 4.3.2 定量紫外光辐射的确定84
• 4.3.3 定量紫外光照射后试验级配沥青混合料高温性能84-85
• 4.3.4 定量紫外光照射后试验级配沥青混合料低温性能85
• 4.3.5 AC-16试验级配紫外光老化前后高低温性能分析85-87
• 4.4 本章小结87-90
• 5.抗紫外光老化级配优选90-110
• 5.1 面层沥青混合料级配优化设计90-100
• 5.1.1 级配方案设计90-95
• 5.1.2 各级配最佳油石比的确定95-100
• 5.2 抗紫外光老化级配优选100-107
• 5.2.1 级配优选试验方案100
• 5.2.2 定量紫外光照射后各级配高温性能100-103
• 5.2.3 定量紫外光照射后各级配低温性能103-107
• 5.2.4 优选抗紫外光老化性能良好级配107
• 5.3 本章小结107-110
• 6.结论与展望110-114
• 6.1 主要研究结论110-112
• 6.2 创新点112
• 6.3 展望112-114
• 参考文献114-120
• 致谢120-122
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目122

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本文编号：694500