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多年冻土地区沥青混合料配合比设计及其性能评价

作　者: 李志栋
导　师: 黄晓明
学　校: 东南大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 多年冻土地区 沥青混合料配合比设计法 沥青胶结料 测力延度 低温韧性 韧性比 SHRP 抗冻性能 冻融循环飞散损失差
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 207次
引　用: 8次
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内容摘要


全世界的多年冻土总面积约为3500万平方公里,其中有5%的多年冻土分布于我国的青藏高原。目前随着西部经济的快速发展,沥青混凝土路面在多年冻土地区开始广泛地铺筑,但由于受气候、环境、材料供应、施工等条件的制约,该地区沥青混凝土路面的特有病害仍然普遍存在,所以目前提出一套适合该地区的沥青胶结料性能评价、沥青混合料设计以及路用性能评价的系统方法就显得尤为重要。首先,沥青混合料设计的首要步骤是选择适合该地区的道路材料,而且沥青胶结料的选择是重中之重。本文主要采用针入度以及测力延度试验的“韧性比”进行双指标控制;当针入度满足120～200的基本要求时,再通过测力延度试验测定、计算其韧性比,建议此值不低于5.0;最后再结合其它常规技术指标要求进行性能验证,从而提出适合多年冻土地区的沥青胶结料的性能评价及选择方法。其次,由于该地区的冻结指数高达2600度.日,平均日较差达18～20℃,而极端低温达-40℃,所以为了更加切实地模拟当地的气候特点,引入了45℃马歇尔稳定度试验、冻融循环飞散试验、冻融循环弯曲疲劳试验、45℃车辙试验作为沥青混合料的抗冻性能、抗疲劳性能、抗变形能力的评价方法。同时本文采用能量理论解释沥青混合料开裂机理,并提出了“低温韧性”指标评价低温抗裂、抗弯拉性能的方法。最后,通过对4.5%～7.5%(间隔0.5%)7种不同油石比的沥青混合料进行路用性能评价研究,结果表明油石比、空隙率是该地区沥青混合料性能的最敏感控制因素,而空隙率的合理范围应为1.5%～3.0%,45℃马歇尔稳定度应不低于8.5KN。进一步研究发现,冻融循环飞散损失差、45℃动稳定度是沥青混合料配合比设计时调整级配和油石比的关键指标。当油石比大于6.0%时,冻融循环飞散损失差将稳定在1%之内,而当油石比低于7.0%时,45℃动稳定度将从1000次/mm显著地增加,所以冻融循环飞散损失差不高于1%以及45℃动稳定度不低于1000次/mm应作为调整油石比和级配的关键控制指标,最后提出多年冻土地区基于抗冻性能的沥青混合料配合比设计流程。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-20
  1.1 研究背景及选题意义  8
  1.2 国内外沥青混合料配合比设计概述  8-13
  1.3 国内外对沥青混合料的低温性能的评价方法  13-14
  1.4 国内外沥青混凝土路面的低温开裂分析概述  14-18
  1.5 国内外多年冻土地区沥青混合料配合比设计研究概述  18
  1.6 论文依托工程简介  18-19
  1.7 论文主要研究内容及技术路线  19
  参考文献  19-20
第二章 多年冻土地区的气候、地理、地质等环境条件  20-24
  2.1 青藏高原地区的独特气候条件  20
  2.2 气温变化趋势及规律  20-22
  2.3 太阳辐射条件  22
  2.4 年降水量的变化  22-23
  2.5 地理、地质、地貌状况  23-24
第三章 多年冻土地区沥青胶结料性能评价  24-35
  3.1 多年冻土地区沥青胶结料的基本特征  24
  3.2 FDT 试验评价及其机理研究  24-27
  3.3 FDT 试验中韧性比R_(T/V)评价指标的计算方法及结果分析  27-29
  3.4 韧性比R_(T/V)评价指标可行性论证  29-33
  3.5 多年冻土地区沥青胶结料评价原则及选择思路  33-34
  3.6 多年冻土地区沥青胶结料的性能评价及选择流程  34
  3.7 本章小结  34
  参考文献  34-35
第四章 多年冻土地区沥青混合料配合比设计  35-63
  4.1 多年冻土地区沥青混合料配合比设计基本思路  35-36
  4.2 影响沥青混合料性能的材料敏感性因素分析  36-38
  4.3 影响沥青混合料性能的体积参数研究  38-40
  4.4 影响沥青混合料性能的试验参数研究  40-48
  4.5 沥青混合料配合比设计时抗冻性能检验指标研究  48-53
  4.6 沥青混合料配合比设计时动稳定度检验指标的研究  53-57
  4.7 基于抗冻性能的沥青混合料配合比设计试验参数及控制指标推荐值  57-58
  4.8 基于抗冻性能的沥青混合料配合比综合设计法流程图  58-59
  4.9 基于抗冻性能的沥青混合料配合比综合设计法的验证实例  59-61
  4.10 本章小结  61-62
  参考文献  62-63
第五章 多年冻土地区沥青混合料性能评价  63-79
  5.1 沥青混合料低温韧性评价指标的研究  63-66
  5.2 沥青混合料的低温抗裂性能评价  66-69
  5.3 沥青混合料的冻融低温弯曲韧性评价  69-71
  5.4 沥青混合料的冻融弯曲疲劳特性评价  71-76
  5.5 沥青混合料的抗水损性能评价  76-77
  5.6 沥青混合料的抗冻性能评价  77
  5.7 沥青混合料的高温性能评价  77
  5.8 本章小结  77-78
  参考文献  78-79
第六章 结论及建议  79-81
  6.1 论文结论  79-80
  6.2 进一步研究的建议  80-81
致谢  81-82
作者简介  82-83
江苏省优秀硕士学位论文推荐表  83-84

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 道路建筑材料
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