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沥青路面超薄罩面关键技术研究

作　者: 陈博
导　师: 郑南翔
学　校: 长安大学
专　业: 材料学
关键词: 超薄罩面 STOC 细粒式SMA 级配设计沥青混合料设计方法力学指标路用性能层间剪应力层间粘结强度
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

伴随我国高速公路的迅猛发展,很多沥青路面没有达到设计寿命就出现的诸多病害,严重影响车辆行驶质量。科学合理的预防性养护,既能有效提高路面的整体服务水平,又可以延长路面大、中修的到来,合理利用养护资金延长道路的使用寿命。大多数地方的高速、一级公路,都是通过罩面施工来恢复路面的使用功能。但是在技术上主要是采用AC(热拌密实型沥青混合料)来作为罩面材料。本研究提出一种最大公称粒径为7.1mm的STOC沥青混合料,这种细粒式的STOC混合料在我国的新规范中也未提及。这种小粒径的混合料可以大大降低路面加铺层的厚度,作为一种超薄罩面材料可以广泛的应用到预防性养护中。经过探索得出,STOC能设计出间断骨架密实结构,具有良好的高温稳定性能和低温抗裂性能。本研究以甘肃省沥青路面养护超薄罩面关键技术为支撑,充分考虑当地自然、交通条件,对最大公称粒径7.1mm的细粒式STOC展开讨论,论文只要探讨集料、矿料级配、混合料的设计方法、超薄罩面的层间粘结和抗剪性能以及路用指标等。先介绍了国内外关于小粒径SMA的结构特性。其次提出了STOC型混合料的级配范围,STOC沥青混合料以2.36mm筛孔为粗、细集料的分界点,并提出这个关键筛孔的通过率范围为20%～35%。在使用传统马歇尔设计方法确定最佳油石比的基础上,又引入了力学指标SCB,有效避免了材料与结构设计的脱节。通过室内车辙试验、复合试件车辙试验、手工铺砂法测构造深度、渗水试验来检验STOC的路用性能。并通过查阅了大量文献资料,综合现有资料阐述了STOC型混合料的适用性以及可以作为预防性养护中的一种重要措施。最后,论文还通过BISAR软件分析了超薄罩面层的层间剪应力,得出了层间连续接触的情况下最大剪应力较小,通过高温剪切试验优选层间粘结材料为LJT,LJT的综合性能比环氧沥青和SBS改性沥青更为优越,并通过拉拔试验验证了其抗拉强度。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 超薄罩面的必要性及意义  10-12
  1.2 超薄罩面的研究现状  12-15
  1.3 主要研究内容及具体技术路线  15-17
    1.3.1 主要研究内容  15
    1.3.2 技术路线  15-17
第二章试验方法与试验原材料  17-28
  2.1 试验原材料  17-20
    2.1.1 沥青  17-18
    2.1.2 粗集料  18-19
    2.1.3 细集料  19
    2.1.4 填料  19-20
    2.1.5 纤维  20
  2.2 试验方法  20-28
    2.2.1 高温稳定性试验  20
    2.2.2 水稳定性试验  20-21
    2.2.3 SCB试验(半圆弯拉试验)  21-25
    2.2.4 沥青混合料层间直剪试验  25
    2.2.5 沥青混合料肯塔堡飞散试验  25-26
    2.2.6 沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验  26-27
    2.2.7 确定层间粘结材料最佳用量试验内容和方法  27-28
第三章超薄罩面混合料设计方法研究  28-43
  3.1 沥青混合料类型的提出及级配设计理论  28-36
    3.1.1 STOC超薄罩面沥青混合料  28-29
    3.1.2 超薄罩面的级配设计  29-33
    3.1.3 超薄STOC混合料级配研究  33-36
  3.2 考虑力学性能的混合料设计研究  36-39
    3.2.1 超薄罩面应满足的性能要求  37
    3.2.2 超薄罩面的力学设计指标  37-38
    3.2.3 考虑力学性能的混合料设计方法研究  38-39
  3.3 考虑力学性能的STOC设计方法研究  39-42
    3.3.1 测试粗骨料骨架间隙率VCA_(DRC)  39
    3.3.2 进行马歇尔试验及试件体积参数的测试  39
    3.3.3 确定STOC混合料的设计级配  39-40
    3.3.4 确定STOC混合料的最佳沥青用量  40-42
  本章小结  42-43
第四章超薄STOC型混合料路用性能研究  43-48
  4.1 高温稳定性试验  43-45
    4.1.1 STOC型混合料车辙试验  43-44
    4.1.2 AC16+STOC复合车辙试验  44-45
  4.2 构造深度与渗水系数的验证  45
  4.3 水稳试验结果  45-46
  4.4 沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验  46
  4.5 沥青混合料肯塔堡飞散试验  46-47
  4.6 STOC超薄罩面混合料的SCB试验(半圆弯拉试验)  47
  本章小结  47-48
第五章超薄罩面界面粘结性能研究  48-68
  5.1 层间粘结剂最佳用量的确定方法  48-49
  5.2 层间粘结剂的优选  49-54
    5.2.1 层间粘结剂的评价指标  49-50
    5.2.2 超薄罩面层间粘结材料类型  50-51
    5.2.3 最佳粘结层材料及其用量的确定  51-54
  5.3 层间粘结的设计标准研究  54-67
    5.3.1 层间应力分析  54-66
    5.3.2 层间粘结层容许应力的确定  66-67
  本章小结  67-68
主要结论与进一步研究建议  68-70
  主要结论  68-69
  进一步研究建议  69-70
参考文献  70-73
致谢  73

沥青路面超薄罩面关键技术研究

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