基于路用性能的应力吸收层沥青混合料设计方法研究

论文摘要

反射裂缝一直以来是水泥混凝土路面加铺沥青面层的主要病害,如何防治反射裂缝,更是困扰道路工程工作者的一个难题。针对该类病害,道路工程研究者投入大量精力在其研究工作上,其主要集中在以下几个方面:(1)水泥混凝土沥青加铺层反射裂缝产生机理及力学分析研究;(2)水泥混凝土沥青加铺层防治反射裂缝措施研究;(3)防治反射裂缝新材料新技术的研究。无论开展哪一方面的研究,最终目的都是解决水泥混凝土沥青加铺层反射裂缝,并延长加铺层使用寿命。在众多的防治反射裂缝措施中,采用沥青混合料作为应力吸收层是目前是水泥混凝土路面加铺沥青面层防治反射裂缝的主要措施。既然采用沥青混合料作为应力吸收层,必然将涉及到应力吸收层沥青混合料配合比设计。根据应力吸收层沥青混合料的功能特点,显然传统的以高温为主的普通沥青混合料配合比设计方法已经不适应应力吸收层沥青混合料。因此,亟需一种适用于应力吸收层沥青混合料的新设计方法。众所周知,沥青混合料配合比设计主要包括级配设计及油石比确定。因此,本文围绕混合料配合比设计,主要进行了如下三方面工作。首先,探讨具备何种结构特点的级配更适应于应力吸收层沥青混合料。考虑目前应用于应力吸收层沥青混合料的级配特点,设计出七种级配(其中,AC5三种级配,AC10四种级配),且该七种级配所确定的级配范围将目前应用与应力吸收层沥青混合料的级配类型均包括在内。通过室内试验,分别对试验级配混合料进行体积参数验证、高温稳定性验证、抗裂性能(低温抗裂和抗反射裂缝能力)验证以及施工和易性验证。综合各性能参数,最终,确定适用于应力吸收层沥青混合料的级配。其次,综合考虑应力吸收层沥青混合料高温稳定性、抗弯拉性能以及施工和易性,提出一种适用于应力吸收层沥青混合料的油石比设计方法。即,采用最佳紧密状态油石比为下限,谢伦堡析漏试验析漏损失率拐点油石比为上限,并根据路用性能最优确定应力吸收层最佳油石比。最后,根据本文应力吸收层所提出的配合比设计方法,通过实体工程验证,并取得良好的使用效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 第二章 应用于应力吸收层沥青混合料级配比选
• 2.1 试验方案
• 2.2 原材料选择及级配设计
• 2.2.1 原材料
• 2.2.2 级配设计
• 2.3 密实度试验方法选择
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 数据处理及分析
• 2.4 体积参数对比
• 2.4.1 空隙率（VV）
• 2.4.2 矿料间隙率（VMA）
• 2.4.3 沥青膜厚度（DA）
• 2.5 路用性能参数对比
• 2.5.1 高温稳定性
• 2.5.2 抗裂性能
• 2.5.3 施工和易性
• 2.6 小结
• 第三章 基于性能的应力吸收层油石比设计方法
• 3.1 引言
• 3.2 基于性能的应力吸油石比设计方法研究
• 3.2.1 用于应力吸收层混合料油石比设计新方法
• 3.2.2 油石比设计实例
• 3.3 小结
• 第四章 实体工程
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 工程背景
• 4.1.2 沥青面层加铺结构方案
• 4.2 配合比设计
• 4.2.1 设计原则
• 4.2.2 目标配合比设计
• 4.2.3 生产配合比设计
• 4.2.4 试验路验证
• 4.3 施工参数变异性分析
• 4.3.1 统计数据与分析
• 4.3.2 控制施工变异性措施
• 4.4 小节
• 第五章 结论及进一步研究
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及参与的科研项目