【博士】改性瀝青路面材料與結(jié)構(gòu)性能的研究【2005】

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　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2005年　　近年來(lái)高速公路瀝青路面的建設(shè)迅速發(fā)展，隨著交通量的劇增以及輪胎氣壓和軸載的成倍增加，瀝青路面面臨更加嚴(yán)重的考驗(yàn)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，凡是公路交通組成以重載車(chē)輛為主的路段，均在通車(chē)不到三年時(shí)間內(nèi)，不同程度地發(fā)生開(kāi)裂和車(chē)轍等病害，為此普遍認(rèn)為原有的設(shè)計(jì)和施工控制技術(shù)已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前交通發(fā)展的需要，這就對(duì)路面所用材料、瀝青混合料組成、結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制技術(shù)提出了更高的要求。因此從路面整體結(jié)構(gòu)的研究角度出發(fā)，對(duì)比分析各類(lèi)瀝青路面結(jié)構(gòu)和材料性能，以便找出適合當(dāng)前交通發(fā)展要求的新型瀝青路面結(jié)構(gòu)，并為以后的進(jìn)一步研究和長(zhǎng)期觀測(cè)提供試驗(yàn)平臺(tái)已成為當(dāng)務(wù)之急?！　〗?jīng)過(guò)近兩年的室內(nèi)試驗(yàn)研究和前期的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，在山西大運(yùn)高速公路大新段、候運(yùn)段和新原段分別鋪設(shè)了試驗(yàn)路和生產(chǎn)推廣路段，試驗(yàn)路段囊括了國(guó)內(nèi)外高等級(jí)公路上常見(jiàn)且認(rèn)為是合理的路面結(jié)構(gòu)及多種材料類(lèi)型，且對(duì)重要施工的工藝參數(shù)進(jìn)行室內(nèi)模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，成功研制出液態(tài)SBS新產(chǎn)品，拓展了復(fù)合改性劑的使用范圍，并為復(fù)合改性技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)這一系列工作，為山西省全面建立路面設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供了可供借鑒的依據(jù)?！　”疚牡谝徽潞?jiǎn)要回顧了瀝青路面產(chǎn)生、演變及發(fā)展的歷程，著重在面層材料變性、瀝青混合料組成設(shè)計(jì)變革以及結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方面的進(jìn)展過(guò)程作了闡述。對(duì)目前存在的問(wèn)題針對(duì)性地提出本文要從事的工作和研究的主要內(nèi)容。第二章根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要開(kāi)發(fā)研究了固態(tài)改性劑轉(zhuǎn)換為液態(tài)改性劑的機(jī)理和工藝以及在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)，就同一形態(tài)的橡彈共混物改性即復(fù)合改性的問(wèn)題作了深入研究。實(shí)踐表明，復(fù)合改性瀝青面層材料是兼顧特殊氣候即出現(xiàn)極端高低溫地區(qū)的最佳選擇途徑。第三章針對(duì)國(guó)內(nèi)外不同基質(zhì)瀝青、石料與各種改性劑，研究其相互作用的原理，并通過(guò)傳統(tǒng)的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法和SHRP試驗(yàn)對(duì)其性能進(jìn)行了分析對(duì)比，為優(yōu)選適宜的外加劑類(lèi)型或復(fù)合類(lèi)型探索其內(nèi)在變化的規(guī)律性。第四章系統(tǒng)地對(duì)六種不同的混合料進(jìn)行力學(xué)特性分析和試驗(yàn)路觀測(cè)比較的基礎(chǔ)上，還通過(guò)常規(guī)試驗(yàn)和SHRP試驗(yàn)研究了它們的低溫勁度特性、高低溫穩(wěn)定性、抗老化和疲勞性能。第五章對(duì)七種基層結(jié)構(gòu)類(lèi)型在充分進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)的前提下，研究了基層厚度、強(qiáng)度和剛度的變化規(guī)律以及對(duì)整體結(jié)構(gòu)性的影響，并對(duì)跟蹤觀測(cè)它們的實(shí)際使用狀況的數(shù)據(jù)作了深入分析。第六章通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和野外跟蹤測(cè)試，研究了不同面層結(jié)構(gòu)厚度受外界荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力作用的變化規(guī)律以及對(duì)路面整體結(jié)構(gòu)性能的影響。第七章應(yīng)用模擬實(shí)驗(yàn)探索了攤鋪后混合料熱量散失機(jī)理，找出了氣溫、風(fēng)速、下承層以及攤鋪厚度等因素對(duì)混合料的影響規(guī)律，現(xiàn)場(chǎng)還就幾種類(lèi)型的降溫曲線(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，得出了最佳的碾壓成型工藝和對(duì)應(yīng)的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)?！　「男詾r青路面結(jié)構(gòu)與材料性能的研究是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，本文僅就一些遇到的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討，而且偏重于以室內(nèi)和野外的試驗(yàn)結(jié)果為主要依據(jù)。這一工作還需要今后多年的跟蹤觀測(cè)和分析，其最終結(jié)論將為山西省地方規(guī)范的制訂奠定基礎(chǔ)?！　?

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