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基于骨架嵌挤的13型沥青混合料配合比设计研究

作　者: 李福建
导　师: 王旭东
学　校: 重庆交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 道路工程 沥青混合料 骨架嵌挤 级配设计 最佳油石比 最大理论密度
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 62次
引　用: 1次
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内容摘要


近年来我国公路事业突飞猛进,但由于公路关键技术储备不足,已建沥青路面中出现了不同程度的早期病害,其中以高温稳定性不足引起的破坏尤为突出。骨架嵌挤型沥青混合料有着优良的高温性能,得到了越来越多的道路工程师的青睐。通过分析国内外研究成果,对骨架嵌挤型沥青混合料的粗集料几何特征、最紧密骨架结构状态进行了探索。对沥青混合料骨架结构影响因素进行了深入分析,认为粗集料几何特性、粗集料级配和混合料压实功是骨架嵌挤结构形成的关键因素。针对目前沥青混合料配合比设计中级配设计与沥青用量设计相互孤立的现状,以13型沥青混合料配合比设计为例,分别采用改变粗集料中粒径不同的两种碎石比例和改变粗细集料含量两种方式对混合料级配进行调整,对沥青混合料最紧密骨架结构状态油石比与矿料级配之间的关系进行了深入研究。研究结果表明,最紧密骨架结构状态油石比随矿料级配由粗变细的过程中呈现出先减小后增大的变化规律,通过该变化规律寻找油石比突变点并以突变点对应的油石比为设计油石比,对应的级配为设计级配,由此完成对混合料配合比的设计。性能验证结果表明,设计出的混合料能具有较好的力学性能与路用性能。此外,鉴于工程应用中对于沥青混合料最大理论密度试验方法存在争议,本文通过室内试验对集料有效密度的测定方法和对矿料级配的修正进行了深入探讨,得到了合理确定最大理论密度的计算方式和试验方法。通过本文的探讨与研究,可以为沥青混合料的配合比设计方法提供一定的参考依据,保证设计出的沥青混合料具有优异的力学性能和路用性能。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 问题的提出及研究意义  8-9
  1.2 国内外研究概况  9-13
    1.2.1 国外  9-11
    1.2.2 国内  11-13
  1.3 研究内容及技术路线  13-15
第二章 沥青混合料骨架结构影响因素分析  15-35
  2.1 粗集料几何特性对骨架结构状态的影响  15-19
  2.2 粗集料级配对骨架结构状态的影响分析  19-26
    2.2.1 对粗集料矿料间隙率的影响  19-23
    2.2.2 对 VCA 特征值的影响  23-25
    2.2.3 对 VMA 的影响  25-26
  2.3 压实功对骨架结构状态的影响分析  26-33
    2.3.1 对毛体积相对密度的影响  27-31
    2.3.2 对 VCA_(mix)与 VMA 的影响  31-32
    2.3.3 对最佳油石比的影响  32-33
  2.4 本章小结  33-35
第三章 骨架嵌挤的沥青混合料配合比设计  35-48
  3.1 沥青混合料传统级配设计  35-39
  3.2 最紧密骨架嵌挤状态  39-40
  3.3 骨架嵌挤结构评价  40-43
  3.4 骨架结构配合比设计原理与方法  43-46
  3.5 本章小结  46-48
第四章 粗集料级配变化的骨架嵌挤结构设计研究  48-70
  4.1 试验方案设计  48-50
  4.2 各级配最紧密状态油石比的确定  50-53
  4.3 混合料骨架结构配合比优化设计  53-56
  4.4 骨架结构相关指标研究  56-59
    4.4.1 与空隙率4%对应油石比的比较分析  56-57
    4.4.2 沥青膜厚度验算  57-59
  4.5 混合料性能研究  59-68
    4.5.1 力学性能试验  60-61
    4.5.2 高温稳定性试验  61-64
    4.5.3 低温抗裂性试验  64-66
    4.5.4 水稳定性试验  66-68
  4.6 本章小结  68-70
第五章 粗细集料级配变化的骨架嵌挤结构设计研究  70-84
  5.1 试验方案设计  70
  5.2 各级配最紧密状态油石比的确定  70-72
  5.3 混合料骨架结构配合比优化设计  72-73
  5.4 骨架结构相关指标研究  73-76
    5.4.1 与空隙率4%对应油石比的比较  73-74
    5.4.2 沥青膜厚度验算  74-76
  5.5 混合料性能研究  76-82
    5.5.1 力学性能试验  76
    5.5.2 高温性能试验  76-78
    5.5.3 低温性能试验  78-79
    5.5.4 水稳性能试验  79-82
  5.6 本章小结  82-84
第六章 关于骨架结构混合料体积指标的几个关键问题研究  84-105
  6.1 空隙率与石料密度的关系  84-87
  6.2 目前理论最大相对密度的试验方法  87-91
  6.3 理论最大相对密度改进试验方法  91-101
    6.3.1 集料有效密度确定  91-97
    6.3.2 矿料级配组成确定  97-101
  6.4 理论最大相对密度计算法的应用  101-103
    6.4.1 不同石料密度选择对计算法结果的影响  101-102
    6.4.2 真空法实测值与计算法的比较  102-103
  6.5 本章小结  103-105
第七章 主要结论与展望  105-108
  7.1 结论  105-107
  7.2 展望  107-108
致谢  108-109
参考文献  109-112
在学期间发表的论著及参与科研项目  112

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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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