基于抗车辙的高模量沥青混凝土级配设计及路用性能研究

论文摘要

车辙是我国沥青路面早期破坏中最严重的形式之一。车辙不但严重影响路面的服务水平,显著降低路面的使用寿命,而且维修困难。因此,我国把防治车辙作为最迫切需要解决的问题。高模量沥青混凝土（HMAC）具有优良的抗车辙性能,为解决车辙问题提供了一种新的途径。本文针对车辙主要出现在沥青路面的中下面层的情况,对HMAC-20级配进行设计并进行路用性能验证。对HMAC在公路工程中的应用具有重要的现实意义。本文针对HMAC的功能要求,对其原材料提出技术要求。对HMAC-20用贝雷法确定粗细集料的分界点,采用逐级填充的方法对粗集料进行级配设计,根据矿料间隙率VCA和骨架强度CBR评价指标,确定出粗集料各粒径之间的最佳比例。对细集料采用n=0.45的泰波公式计算得到各粒径之间的最佳比例。采用不同的粗细集料质量比例进行级配合成设计,并进行级配的优选。对优选的级配和AC型和SUP型级配沥青混合料进行标准车辙试验和变温变压车辙试验进行高温性能验证,分析了粗细集料质量比与车辙评价指标的关系,对各级配的高温性能进行对比分析。进行低温试验,分析粗细集料质量比与低温评价指标的关系。采用浸水马歇尔试验,冻融劈裂试验和沸煮法对各级配的沥青混合料进行水稳定性能验证。对各级配的沥青混合料进行静态模量试验,并分析各因素对模量的影响。进行单轴贯入和直接剪切试验,通过单轴贯入和直接剪切的相关性证明直接剪切试验合理有效。建立抗剪强度与车辙评价指标和模量的关系。推荐HMAC-20的抗剪强度要求和合理的级配范围。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 高模量沥青混凝土国内外研究及应用现状
• 1.2.2 国内外级配设计理论和方法
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线图
• 第二章 原材料
• 2.1 沥青
• 2.2 集料
• 2.3 矿粉
• 2.4 改性剂
• 2.5 本章小结
• 第三章 HMAC-20级配设计研究
• 3.1 级配设计概述
• 3.2 粗集料级配设计
• 3.2.1 粗细集料的分界标准
• 3.2.2 粗集料各级粒径质量比例的优化设计
• 3.2.3 粗集料的均匀设计试验研究
• 3.3 细集料级配设计
• 3.4 级配合成设计
• 3.4.1 体积法设计级配
• 3.4.2 变化粗细集料质量比例进行级配设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 HMAC-20路用性能研究
• 4.1 高温性能研究
• 4.1.1 马歇尔试验
• 4.1.2 车辙影响因素分析
• 4.1.3 标准车辙试验
• 4.1.4 变温变压车辙试验
• 4.2 低温性能研究
• 4.3 水稳定性能研究
• 4.3.1 标准水稳定性试验结果及分析
• 4.3.2 快速水稳定性试验及结果分析
• 4.4 静态模量试验
• 4.4.1 静态模量试验
• 4.4.2 沥青混凝土模量的影响因素分析
• 4.5 剪切试验
• 4.5.1 单轴贯入剪切试验
• 4.5.2 直接剪切试验
• 4.5.3 不同剪切试验方法的对比分析
• 4.5.4 剪切试验与车辙试验和模量试验的对比分析
• 4.6 HMAC-20的级配范围及抗剪强度技术要求
• 4.7 本章小结
• 结论及进一步研究建议
• 主要结论
• 进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢