橡胶大粒径沥青混合料性能评价及裂缝扩展研究

摘要

我国的高速公路大部分都是半刚性基层路面，随着我国的高速公路进入大规模的养护期，如何延缓和防止反射裂缝在新建半刚性基层路面或路面养护层中的扩展，是道路研究领域需要迫切解决的问题。目前，我们国家有些省份已经将大粒径沥青碎石混合料应用于高速公路改扩建和大修工程中，但对于相应材料和结构性能还没有进行细致完善的研究。系统深入的对大粒径沥青混合料原材料和结构性能进行研究，尤其对其抗裂性能的研究，对解决半刚性基层沥青路面以及路面养护层的开裂问题，提高高速公路的服务水平和改善高速公路的改扩建的方案设计等具有很重要的现实意义。
　　本研究以大粒径沥青混合料的抗裂性能为核心，主要在以下几个方面进行了研究:
　　概述了橡胶沥青的作用机理，并从胶粉掺量和制备方式等多个方面分析了影响橡胶沥青性能的因素;
　　从实验方法和数据处理方面详细介绍了实验室测试沥青混合料抗裂性能的OverlayTester实验方法;
　　通过动态模量(Dynamic Modulus Test)试验、汉堡实验、OT实验等评价了不同胶结料的大粒径沥青混合料的高温力学性能及抗裂性能，表明橡胶沥青作胶结料的大粒径混合料的性能最佳;
　　使用有限元的方法对橡胶大粒径延缓反射裂缝的能力进行了模拟，结果表明橡胶大粒径碎石混合料确能延缓反射裂缝的扩展;
　　结合京台高速公路蚌合段工程实体，比较了不同修复措施的实施效果，结果证明，以大粒径沥青碎石混合料作为上基层修复措施的路段路面弯沉小，反射裂缝少，与其他过去常用修复方法相比性能更好，路面结构能具有更长的使用寿命。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 橡胶沥青胶结料性能评价

2．1 橡胶沥青作用机理

2．1．1 物理作用

2．1．2 化学作用

2．2 橡胶沥青质量控制指标比较

2．2．1 美国橡胶沥青指标体系

2．2．2 我国橡胶沥青指标

2．3 橡胶沥青性能试验

2．3．1 试验材料

2．3．2 各因素对橡胶沥青性能的影响

2．4 橡胶沥青造价

2．5 本章小结

第3章 大粒径沥青混合料路用性能评价

3．1 实验材料

3．1．1 沥青材料

3．1．2 集料

3．1．3 混合料目标配合比设计

3．2 汉堡试验

3．3 动态模量试验

3．4 本章小结

第4章 大粒径沥青混合料动态拉伸抗裂性能评价

4．1 前言

4．1．1 疲劳裂缝

4．1．2．反射裂缝

4．2 沥青混合料Overlay Tester试验

4．2．1 试验方法

4．2．2 试验条件

4．2．3 试验过程

4．2．4 实验数据处理

4．3 大粒径沥青混合料OT实验结果分析

4．4 本章小结

第5章 橡胶大粒径沥青混合料抑制裂缝扩展研究

5．1 裂缝扩展的表征

5．2 断裂参数的确定

5．2．1．反算裂缝长度c

5．2．2．应力强度因子SIF的确定

5．2．3．断裂参数A和n的确定

5．3 开裂寿命的预估

5．3．1 荷载作用位置的确定

5．3．2 裂缝扩展寿命的计算

5．3．3 橡胶大粒径缓解裂缝的机理

5．4 本章小结

第6章 大粒径沥青混合料在路面大修中的应用

6．1 蚌合高速概况

6．2 路面维修历史

6．3 路面检测

6．3．1 FWD落锤式弯沉仪

6．3．2 三维探地雷达检测

6．4 路面修复处理方案

6．5 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢