【博士】骨架密實結(jié)構(gòu)瀝青混合料級配設(shè)計及路用性能研究【2007】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學交通運輸工程學院　　學位年度： 2007年　　論文圍繞著級配設(shè)計這個核心，對骨架密實結(jié)構(gòu)瀝青混合料進行了全面的研究。從目前看，基于性能考慮及采用體積設(shè)計法已成為混合料級配設(shè)計的主流趨勢，因此，論文對于骨架密實結(jié)構(gòu)瀝青混合料的級配設(shè)計的研究思路是：　?、倩谛阅芸紤]，即以級配形式(骨架密實結(jié)構(gòu)形成狀況)對瀝青混合料的路用性能的影響為出發(fā)點，來指導其混合料的級配設(shè)計；②以體積設(shè)計法進行骨架密實結(jié)構(gòu)瀝青混合料的設(shè)計，即先對混合料的粗骨架進行設(shè)計，再進行混合料的骨架密實結(jié)構(gòu)的檢驗。　　論文研究是建立大量室內(nèi)試驗研究基礎(chǔ)上的，其研究路線從試驗設(shè)計角度看可分為全面設(shè)計和正交設(shè)計，從試驗類別看可分為基礎(chǔ)性能試驗、高溫及水穩(wěn)性能試驗?！　⊥ㄟ^這些試驗，論文對骨架密實結(jié)構(gòu)瀝青混合料得出了以下基本結(jié)論：　　1．基于全面設(shè)計的APA試驗，得出車轍深度與空隙率大致呈指數(shù)關(guān)系?！　?．級配對混合料的高溫穩(wěn)定性至關(guān)重要．關(guān)鍵篩孔中2．36mm一檔含量與混合料的高溫穩(wěn)定性密切相關(guān)，總體上可認為混合料級配的高溫穩(wěn)定性隨著2．36mm一檔的增加而降低。而粗集料含量與高溫穩(wěn)定性的關(guān)系則較復雜，不能簡單地認為粗集料含量越多，其高溫穩(wěn)定性就越好。粗集料含量多有利也有弊，利是其能提供較好的骨架結(jié)構(gòu)，弊是其受撐開度影響大從而變異性大。其關(guān)鍵都在混合料是否形成了良好的骨架密實結(jié)構(gòu)；　　3．是否形成骨架密實結(jié)構(gòu)對混合料的高溫穩(wěn)定性有顯著影響，當混合料級配類型由細變粗時，這種影響越加明顯；　　4．現(xiàn)行的SMA骨架形成判斷標準因未充分考慮填充料對骨料的干涉作用而顯得不夠完善?；诖?，論文提出了骨架密實度與骨架撐開度的兩個新的參數(shù)，并應(yīng)用于骨架密實結(jié)構(gòu)瀝青混合料的研究中，提出了對骨架密實結(jié)構(gòu)采用雙標準檢驗的概念；　　5．在高溫穩(wěn)定性評價指標方面：①試驗中的永久變形與車轍試驗中絕對變形之間可轉(zhuǎn)化，但當級配類型較粗時，這種轉(zhuǎn)化關(guān)系不明顯。②車轍試驗中相對變形與動穩(wěn)定度相比：用相對變形或動穩(wěn)定度來評價混合料的高溫穩(wěn)定性都是可以的，但就兩者與空隙率相關(guān)性角度來說，動穩(wěn)定度指標比相對變形更好些：　　6．水穩(wěn)性研究方面：試件在2S℃下的劈裂強度值可作為評價其高溫穩(wěn)定性的一個輔助參數(shù)；正交分析與灰熵分析均表明：對于劈裂強度的影響來說，粗集料部分的級配組成比細集料部分的級配組成更加重要；　　7．試驗設(shè)計及分析方法對比方面：①APA試驗方法中試件成型應(yīng)采用何種控制模式值得作進一步地探討研究；②全面設(shè)計較正交設(shè)計的結(jié)果可信度更大，但試驗量大，研究范圍受限；⑨灰熵分析不能考慮因子間交互作用的影響，且受考察參數(shù)的變化范圍影響。因此，當所考察的因子間是相互獨立或交互作用較小時，兩種分析方法所得結(jié)論有一致性，否則應(yīng)以正交分析結(jié)果為準；　　最后，基于以上研究成果，同時借鑒吸收國內(nèi)外已有的研究成果，論文提出了一種新的級配設(shè)計方法。該方法的基本思路為：以貝雷法球形模型假設(shè)理論及粒子干涉理論為基礎(chǔ)，借鑒Superpave級配設(shè)計方法中設(shè)立禁區(qū)、及SAC級配設(shè)計中聯(lián)立方程組的思想來確定級配，以論文提出的雙標準方法對混合料骨架結(jié)構(gòu)狀況進行檢驗，由此設(shè)計出的瀝青混合料將具有較好骨架密實結(jié)構(gòu)，從而具有良好綜合路用性能?！　?

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