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采用GTM设计的沥青混合料的高温稳定性研究

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文摘

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第一章绪论

§1-1课题背景及研究意义

§1-2国内外研究概况

§1-3研究的主要内容

1-3-1级配形式研究

1-3-2沥青混合料高温稳定性影响因素研究

1-3-3沥青混合料高温变形规律及车辙形成机理研究

§1-4本文研究的方法和技术路线

1-4-1研究方法

1-4-2技术路线

第二章沥青混合料级配优化研究

§2-1概述

§2-2沥青混合料现行设计方法研究概况

2-2-1马歇尔试验方法

2-2-2与性能相关的法国沥青混合料设计方法

2-2-3 Superpave混合料设计体系

2-2-4 GTM设计方法

§2-3沥青混合料的结构组成和级配理论

2-3-1结构组成

2-3-2级配理论

§2-4试验级配方案设计

2-4-1原材料的技术性质

2-4-2试验方案的依据

2-4-3试验级配方案的确定

2-4-4试验级配的特征分析

§2-5最大沥青用量的确定

2-5-1概述

2-5-2 AC16-I型级配油石比的确定

2-5-3 AC16I的GTM试验参数分析

2-5-4 AK16型最大油石比的确定

2-5-5 AK16的GTM试验参数分析

2-5-6五种级配的最大油石比确定

2-5-7五种级配的GTM试验参数分析

2-5-8级配对GTM参数的影响

第三章沥青混合料的车辙试验及高温稳定性影响因素研究

§3-1概述

§3-2车辙试验

3-2-1最大油石比下的车辙试验

3-2-2车撤试验结果分析

§3-3级配的影响

3-3-1概述

3-3-2 4.75mm通过率对沥青混合料高温稳定性的影响

3-3-3变化粗集料用量对沥青混合料高温稳定性的影响

3-3-4变化细集料用量对沥青混合料高温稳定性的影响

3-3-5细集料棱角性对沥青混合料高温稳定性的影响

3-3-6级配曲线走向对沥青混合料高温稳定性的影响

§3-4沥青结合料的影响

3-4-1沥青用量的影响

3-4-2沥青粘度的影响

3-4-3改性沥青的影响

§3-5粉油比的影响

3-5-1概述

3-5-2不同粉油比的车辙试验

3-5-3动态剪切试验

3-5-4 GTM旋转试验

3-5-5不同粉油比的沥青胶浆的微观结构分析

3-5-6本节结论

§3-6体积参数对高温稳定性的影响

3-6-1概述

3-6-2空隙率对高温稳定性的影响

3-6-3矿料间隙率对高温稳定性的影响

§3-7压实度的影响

3-7-1概述

3-7-2不同压实度对高温稳定性的影响

§3-8车辙实验的试验条件及其评价指标合理性的探讨

3-8-1温度对动稳定度的影响

3-8-2高温车辙评价指标的讨论

§3-9抗高温级配范围的划定

第四章高温稳定性影响因素的灰关联分析及改善措施

§4-1高温强度影响因素灰关联分析

4-1-1概述

4-1-2灰关联分析方法

4-1-3沥青混合料高温稳定性指标与影响因素的灰关联分析

4-1-4本节结论

§4-2提高混合料高温稳定性的措施

4-2-1概述

4-2-2材料

4-2-3设计

4-2-4施工

第五章车撤的形成机理及混合料的高温变形规律

§5-1概述

§5-2车辙的分类

§5-3沥青混合料高温变形规律及车辙形成机理

5-3-1沥青混合料高温变形特性分析

5-3-2室内车辙试验进行的混合料变形分析

§5-4单圆荷载作用下的车辙变形分析

§5-5车辙的成因及其变化规律

第六章结论与建议

§6-1结论

§6-2建议

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果

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摘要

随着国民经济的发展,交通量日益增大,超载车辆比例逐渐增加,使得路面使用性能面临更严峻的挑战,尤其是路面的高温稳定性问题更为引人注意。本课题利用从国外引进的先进试验设备GTM、DSR以及国内工程通用的车辙试验仪,研究了影响沥青混合料高温稳定性的级配、胶结料、粉油比、体积参数等诸多因素,旨在找到合理的沥青混合料级配范围,剖析车辙的成因及变化发展规律,以满足公路发展的需要,提高路面服务能力。课题主要针对现行的马歇尔方法不能设计出理想的沥青混合料这一问题,利用旋转试验机对11种不同的沥青混合料进行了优化,通过车辙实验验证,提出了抗高温的级配范围,讨论了关键筛孔尺寸4.75mm通过率、粗集料用量、细集料用量以及细集料棱角性、级配曲线走向等对沥青混合料高温稳定性的影响规律;并对粉胶比这一在沥青混合料配合比设计中十分关键的问题进行了系统研究。由于合理的粉胶比能够显著的提高抗车辙能力,本文借助于高温车辙试验、旋转试验机试验等试验手段对不同粉油比的沥青混合料进行了研究,并对不同粉油比的沥青胶浆进行动态剪切试验和微观结构分析,从而提出了最佳粉油比的范围;对存在争议的禁区进行了实验验证,否定了禁区的存在。研究了空隙率、矿料间隙率以及压实度等同沥青混合料高稳定性的内在关系,利用统计规律计算出了合理范围,并对影响因素进行了灰关联分析。对沥青混合料高温稳定性评价指标的合理性进行了探讨,指出了动稳定度作为评价指标的不合理性,并在大量的实验数据基础上阐述了车辙成因及沥青混合料的高温变形规律。

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