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沥青混合料级配离析机理与对策研究
| 论文题名： | 沥青混合料级配离析机理与对策研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;级配离析;机理;颗粒;安息角;分界粒径;沥青路面;试验方法;评价方法;形态差异;路面离析;偏析;流动性分析;离析性;路面性能;水损害;模糊综合决策;粒径分散系数;集料;灰关联分析法 |
| 摘要： | 沥青路面离析引发多种早期破坏，不仅缩短沥青路面寿命，还直接降低交通运输的经济性和行车安全。沥青路面离析的主要形式就是沥青混合料的级配离析，因此，对沥青路面级配离析的研究具有重要意义。现有沥青混合料的级配离析研究，主要是对其产生的各个外部生产因素与控制技术的研究，没有研究沥青混合料自身的流动离析特性，因此，本文开展了通过沥青混合料流动离析性分析其级配离析的研究。 根据颗粒体流动理论，多元颗粒体中颗粒的流动性差异会引起颗粒偏析，而在生产阶段的高温沥青混合料具有明显颗粒特性，其离析就是颗粒在流动过程的偏析，因而确定通过颗粒流动性分析，研究沥青混合料的级配离析机理。为了研究沥青混合料的流动性，提出安息角指标，建立了安息角的测量试验方法，通过不同集料的安息角试验，研究了安息角随颗粒粒径变化的规律。研究发现集料的安息角在某粒径处存在一个最大值，粒径小于此分界粒径的颗粒，随着粒径的减小，颗粒的安息角逐渐变小；粒径大于此分界粒径的颗粒，随着粒径的增大，颗粒的安息角也逐渐减小。这是由于颗粒的粒径和形态都对安息角有影响，颗粒的粒径越大安息角就越小；颗粒形状越接近球形、表面越光滑安息角就越小。采用灰关联分析法研究了集料的粒径和形态对其安息角的影响，发现对于大于分界粒径的颗粒，其形态差异较小，安息角主要由粒径大小决定；对于小于分界粒径的颗粒，其形态差异较大，安息角主要由颗粒形态决定。根据颗粒的粒径和形态指标建立了安息角的预测模型。 根据颗粒的安息角规律，分析了多元颗粒体的偏析机理，即粒径不同而安息角相近颗粒的流动干扰原理决定了多元颗粒体的偏析严重程度，这些颗粒的组成比例决定颗粒体的离析程度。根据多元颗粒体的偏析机理，建立了颗粒体离析试验方法，确定沥青混合料的粒径连续分布模型后，提出以粒径分散系数差分析沥青混合料离析性的评价方法。采用该评价方法，可以避免易离析的沥青混合料进入生产。随后，在实际工程中验证了离析试验方法和沥青混合料离析性评价方法。其后，综合分析了离析对路面性能的影响，为了避免因路面离析造成水损害，提出了离析沥青混合料水损害试验方法，并且采用模糊综合决策手段，结合多项路面性能建立了评价离析沥青路面质量的方法。最后，开展了激光纹理构造仪检测路面级配离析的应用研究，确定了检测方法；分析了引发级配离析的影响因素，提出了改善离析的建议。 |
| 作者： | 包秀宁 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 张肖宁 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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