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【博士】大粒徑瀝青混凝土級配設計及技術(shù)性能研究【2007】

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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:長安大學  學位年度: 2007年  我國高等級公路瀝青路面目前普遍存在早期破壞現(xiàn)象。路面病害的主要形式是疲勞開裂和車轍。這些破壞除了與路面施工和材料有關(guān)外,還與我國采用單一的路面結(jié)構(gòu)相關(guān)。如何從路面結(jié)構(gòu)入手,找到解決瀝青路面早期破壞的有效途徑,顯得尤為重要。為此本文采用有限元方法,分析了大粒徑瀝青混凝土材料在路面結(jié)構(gòu)中受車輛荷載作用下的響應,得到大粒徑瀝青混凝土在路面結(jié)構(gòu)中的受力特點及其在不同條件下的路面響應變化規(guī)律。然后在分析研究瀝青混合料不同級配理論的基礎(chǔ)上,針對大粒徑瀝青混合料擬定出五種級配(面層兩種,基層三種),采用不同的成型方式進行試驗,系統(tǒng)地比較研究不同設計方法下大粒徑瀝青混合料的路用性能。同時,結(jié)合現(xiàn)有瀝青混合料組成設計方法,提出適合于我國國情的大粒徑瀝青混合料配合比設計方法?! ∮捎诩壟淞己玫拇罅綖r青混凝土比一般瀝青混合料有相對較高的彈性模量。使用大粒徑瀝青混凝土的路面結(jié)構(gòu)在同等荷載作用下明顯比使用一般瀝青混合料的路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的路表彎沉和應變小,對變形的抵抗能力強。隨著大粒徑混凝土層厚度增加,可以明顯降低各層底的應力。  有限元分析表明:一定范圍內(nèi)土基彈性模量的變化對路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的最大剪應力和彎拉應力的影響不十分明顯,但對結(jié)構(gòu)的路表彎沉有很大的影響,相對于別的路面層位的模量變化基層模量的變化對彎沉的影響較大。各層位的模量變化對應變的影響相對于對應力的影響要顯著。這表明采用大粒徑瀝青混凝土這種高彈性模量的結(jié)構(gòu)層,對減小路面彎沉具有顯著的作用。材料泊松比的變化對水平應力的影響較明顯,而對豎向壓應力和剪應力的影響不大?! ∈状位趶椝苄岳碚摚治隽舜罅綖r青混凝土的受力特點,表明LSAM使路面材料的塑性變形大大降低,從而大大提高了路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。路面的塑性應變與荷載大小呈線性關(guān)系,荷載越大,塑性應變越大?! ⊥ㄟ^室內(nèi)實驗,對不同級配大粒徑瀝青混合料級配設計方法和路用性能進行了研究。結(jié)果表明對于面層混合料,體積設計法設計的級配A除了抗疲勞性能較差外,其余路用性能良好,適用于四季溫差大的地區(qū)作中下面層使用?;鶎踊旌狭现?,級配E綜合性能最優(yōu),級配C、D次之,且隨著最大公稱粒徑的增加,成型時混合料離析現(xiàn)象較嚴重。  針對五種大粒徑瀝青混合料級配,首次采用GTM設計法確定最佳瀝青用量,結(jié)果表明:GTM設計法得到的混合料最佳油石比、礦料間隙率、空隙率小于大馬歇爾法得到的混合料,試件標準密度、穩(wěn)定度大于大馬歇爾法。因而GTM設計得到的混合料各路用性能優(yōu)于大馬歇爾設計法的,尤其高溫穩(wěn)定性能?! ♂槍Υ罅綖r青混合料級配易離析的現(xiàn)狀,自行開發(fā)了評價LSAM離析的試驗裝置,首次采用前后料倉混合料集料通過率之差來評估離析?! ⊥ㄟ^室內(nèi)系統(tǒng)的模擬施工實驗,分析了LSAM混合料的施工特性。結(jié)果表明隨著大粒徑瀝青混合料灘鋪厚度增大,混合料表面降低到終壓溫度需要的時間延長,儲存熱量多,易施工碾壓,且LSAM混合料的溫度離析要比一般瀝青混凝土要輕?! ?

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發(fā)布:2007-11-24 12:34    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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