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重载交通沥青关键指标研究

作　者: 曾凡奇
导　师: 黄晓明
学　校: 东南大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 重载交通沥青关键指标老化稠度测力延度热分析沥青混合料
分类号: U416.217
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 782次
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内容摘要

沥青结合料是高分子有机聚合物,是典型的弹—粘—塑性材料,其性能与温度、应力状态等有关,沥青路面是目前我国高等级公路路面结构主要形式之一,而当前道路运输主要呈现交通量大、轴载重的特点,超、重载车辆多,沥青路面早期破坏现象比较普遍。而沥青与沥青路面的使用性能关系密切,世界各国对此一直在进行广泛深入地研究。本文结合我国重交通和现行沥青指标应用的实际,通过沥青常规指标与SHRP指标的对比试验、热分析试验、改进的稠度仪和测力延度仪的试验和结果分析,同时考虑施工及路用期间沥青的老化,对重载交通条件下沥青指标的选择进行尝试,主要工作包括以下几个方面:1、通过对部分代表性高等级沥青路面使用状况调查,总结了现有沥青技术指标的优缺点,以及现有沥青技术指标和路面使用性能的相关性;通过对典型路段交通量的调查,分析了交通状况对沥青路面使用性能的影响和沥青路面结构层受力的特点,研究了超、重载对道路的破坏机理,表明重载交通沥青应该满足粘稠度大、抗车辙、老化和疲劳破坏等的要求。2、应用改进的稠度仪和测力延度仪,结合沥青常规指标试验和SHRP指标试验,对试验结果通过灰色关联度方法,明确了对沥青性能影响度比较大的高温和低温关键指标。3、通过短期老化和长期老化试验,结合沥青常规指标和SHRP指标老化试验,分析不同老化方法、不同老化程度、水、氧化和高温等对沥青性能的影响,总结了老化指标在施工和路面使用期间的考虑方法和老化规律。4、通过热分析试验,进一步分析沥青性能和优选的指标,从沥青微观结构上做出更深入的解释和说明,以验证优选沥青指标的合理性。5、根据重载交通沥青的性能要求,结合沥青混合料车辙实验、低温小梁弯曲实验和疲劳实验,通过沥青与沥青混合料试验结果的相关性分析,最后选择60℃粘度、135℃布氏旋转粘度、当量软化点T800、软化点TR&B作为评价沥青高温性能的关键指标;15℃针入度、PR、当量脆点T1.2作为评价沥青低温性能的关键指标;对基质沥青和改性沥青建议采用稠度和不同的测力延度指标作为补充指标评价相应的沥青高温和低温性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章概述  8-18
  1.1 绪言  8-9
  1.2 重载交通沥青指标研究现状  9-13
    1.2.1 国外研究情况  9-10
    1.2.2 国内研究情况  10-13
  1.3 我国现行沥青指标体系的不足  13-16
  1.4 本文的研究内容和技术路线  16-18
    1.4.1 研究内容  16
    1.4.2 研究的技术路线  16-18
第二章重载交通对沥青路面使用性能的影响分析  18-32
  2.1 交通量调查  18-22
    2.1.1 江苏省交通量调查  19-21
    2.1.2 河南省交通量调查  21-22
  2.2 重载交通对路面的影响分析  22-30
    2.2.1 超、重载交通对路面应力的影响分析  24-28
    2.2.2 重载交通对沥青路面的破坏分析  28-29
    2.2.3 重载交通沥青的选择  29-30
  2.3 本章小结  30-32
第三章沥青高温指标  32-55
  3.1 沥青常规高温指标试验和评价  32-36
    3.1.1 实测软化点T_(R&B) 和当量软化点T_(800_  32-33
    3.1.2 针入度指数PI 与当量软化点T_(800)  33-35
    3.1.3 粘度  35-36
  3.2 沥青SHRP 高温指标试验和分析  36-39
    3.2.1 布氏旋转粘度试验  36-37
    3.2.2 动态剪切模量（DSR）  37-39
  3.3 沥青高温指标试验结果灰色系统关联度分析与评价  39-45
    3.3.1 灰色系统基本原理  39-40
    3.3.2 灰关联分析法的一般步骤  40
    3.3.3 灰色关联分析法在沥青高温指标选取中的应用  40-45
  3.4 改进的沥青稠度仪和稠度试验  45-54
    3.4.1 利用稠度试验对沥青性能的评价  46-49
    3.4.2 稠度在掺入添加剂沥青中的应用  49-50
    3.4.3 重载交通沥青稠度指标的应用  50-51
    3.4.4 沥青稠度指标与常规指标的比较  51-54
  3.5 本章小结  54-55
第四章沥青低温指标  55-76
  4.1 沥青常规低温指标的分析与评价  55-57
  4.2 沥青SHRP 低温指标试验和分析  57-62
    4.2.1 小梁弯曲试验（BBR）  57-60
    4.2.2 直接拉伸试验（DTT）  60-62
  4.3 沥青低温指标试验结果灰色系统关联度分析和评价  62-63
    4.3.1 弯曲梁试验劲度模量S 值关联度分析  62-63
    4.3.2 弯曲梁试验蠕变劲度m 值关联度分析  63
  4.4 改进的测力延度仪及测力延度试验  63-75
    4.4.1 测力延度试验结果分析  64-70
    4.4.2 测力延度曲线分析及指标的确定  70-75
  4.5 本章小结  75-76
第五章沥青抗老化指标在施工和路用期间的考虑方法  76-94
  5.1 沥青的老化机理和老化方法  76-78
    5.1.1 沥青的老化机理  76-77
    5.1.2 老化方法  77
    5.1.3 老化试验的目的  77-78
  5.2 沥青老化试验和老化规律分析  78-92
    5.2.1 沥青常规指标老化试验和规律分析  78-82
    5.2.2 SHRP 沥青指标老化规律分析  82-92
  5.3 沥青老化在施工和路面使用期间的考虑方法  92-93
  5.4 本章小结  93-94
第六章沥青热分析试验  94-109
  6.1 热分析评价技术  94
  6.2 用热分析方法评价沥青性能  94-105
    6.2.1 用 DSC 方法评价沥青性能  94-100
    6.2.2 用GPC 方法评价沥青性能  100-105
  6.3 热分析试验与沥青指标测试结果的相关分析  105-107
    6.3.1 沥青的高温稳定性  106
    6.3.2 高温性能分析  106-107
    6.3.3 沥青高温指标与热分析试验结果的比较分析  107
  6.4 本章小结  107-109
第七章沥青指标与沥青混合料性能的相关性分析  109-130
  7.1 沥青混合料设计  109-112
  7.2 沥青混合料车辙试验和沥青高温指标相关性分析  112-121
    7.2.1 沥青混合料的车辙试验和分析  112-114
    7.2.2 沥青高温指标和沥青混合料的车辙试验相关性分析  114-118
    7.2.3 沥青稠度试验与沥青混合料的车辙试验  118-121
  7.3 沥青混合料小梁低温弯曲破坏试验和沥青低温指标相关性分析  121-128
    7.3.1 沥青小梁低温弯曲破坏试验和分析  121-123
    7.3.2 沥青低温指标和沥青混合料的小梁低温弯曲破坏试验相关性分析  123-124
    7.3.3 沥青测力延度试验与沥青混合料的小梁低温弯曲破坏试验  124-128
  7.4 本章小结  128-130
第八章结论与展望  130-132
  8.1 本文主要结论  130-131
  8.2 本文创新  131
  8.3 需要进一步研究的问题与展望  131-132
致谢  132-133
参考文献  133-136
作者简介  136-137
攻读博士学位期间的主要学术论文和科研成果  137

重载交通沥青关键指标研究

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