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基于表面能理论的沥青与集料匹配性评价方法研究与应用
| 论文题名： | 基于表面能理论的沥青与集料匹配性评价方法研究与应用 |
| 关键词： | 沥青路面;集料体系;表面能;匹配性;界面黏附机理 |
| 摘要： | 沥青路面由于具有良好的性能以及易于养护的特点，越来越广泛应用于我国道路的建设中。然而在沥青路面建成后的服役过程中，由于地理、气候、车辆荷载的综合作用下，沥青路面出现各种车辙、开裂、坑槽等病害，这些病害使沥青路面的质量和性能大大降低。在我国高速公路早期病害调查中发现，沥青与集料的组合不当往往是产生早期破坏最根本的原因。因此选取黏附性较好、匹配性最佳的沥青与集料作为路面原材料，对于提高沥青混合料的路用性能、防止路面出现早期破坏具有极其重要的意义。 从沥青集料黏附性和沥青混合料水稳定的角度对沥青集料的匹配性进行研究，通过在分析国内外关于沥青集料黏附性理论及评价方法，尝试运用表面自由能理论来对沥青与集料的界面黏附机理进行研究。根据表面能理论，推导出沥青–集料体系的表面自由能变化的计算模型，并计算出无水条件下、有水条件下沥青与集料之间的结合能，以此为基础提出匹配性评价指标来衡量集料沥青之间组合的优良。 根据表面能匹配性评价指标，设计合理试验对其进行验证。通过选取多种典型集料与沥青，计算出沥青–集料组合的匹配性指标。根据国内规范对选择的原材料设计合理的黏附性、水稳定性试验，分析表面能理论匹配性指标与宏观黏附性能以及水稳定性能指标之间的关系。研究结果显示表面能微观理论计算结果跟宏观试验结果呈现出良好的相关性，表面能理论的评价指标可以较为准确的量化黏附性能，具有广阔的应用前景。 通过对依托项目中的多条高速公路及附近采石厂的道路原材料进行调研，采集样品，测试其表面能参数，并以此建立起典型集料沥青表面能匹配性数据库；程序化表面能评价指标的计算过程，以计算各种材料的内聚能及所选沥青和集料的结合能、匹配性指标。方便选择出匹配性较好的沥青集料作为道路材料，可以为工程实践提供指导，为沥青路面建设中原材料的选择提供科学依据。 |
| 作者： | 郑松松 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 罗蓉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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