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复合改性抗车辙沥青混合料性能评价及车辙预估
| 论文题名： | 复合改性抗车辙沥青混合料性能评价及车辙预估 |
| 关键词： | 沥青路面;复合改性;车辙预估 |
| 摘要： | 车辙病害对公路沥青路面的使用功能和寿命具有严重影响。高分子材料复合改性增强沥青混合料性能的研究颇多，但对高、低温性能的改善程度和复合改性机理、最佳掺量等研究不足。本文进一步研究得到了高低温性能兼顾的复合改性抗车辙沥青混合料并基于温度场-轴载进行车辙预估。主要从以下方面展开研究: 对京沪高速临沂段、荣乌高速烟台段、滨莱高速滨博及博莱段三条高速公路沥青路面车辙进行调研分析。利用ABAQUS程序计算了基于变温场的典型路面内部不同层位的受力特征。利用废旧塑料和废旧轮胎的再生材料，对沥青及沥青混合料进行复合改性试验，得到高低温等综合性能优异的抗车辙沥青混合料，并进行工程验证。基于单轴静态蠕变试验、温度场和实测轴载数据，建立车辙预估模型，计算基质和复合改性沥青混合料做中面层后路面的车辙量及各层车辙贡献率。主要研究结论如下: 1、对三条高速公路典型路段调研发现，路面在超载、大交通量与温度应力重复作用下，路面产生了纵横向开裂及车辙病害。芯样显示，路面结构的中、上面层材料的永久变形是流动型车辙产生的主要原因。 2、模拟分析变温场下典型路面结构的应力应变分布显示，竖向、横向应力变化受外界温度影响不明显;竖向、横向应变受外界温度影响显著;剪应力受温度影响较大。高剪应力主要影响层位为中面层，故车辙防治需重点针对中面层进行材料改良。 3、复合改性抗车辙沥青混合料的各项性能指标显示，表征高温性能的稳定度比SBS沥青混合料提升明显，动稳定度增大一倍，水稳定性指标相当。低温性能指标弯曲破坏应变比普通混合料提升显著，比SBS混合料稍低。对两种改性材料复合改性室内综合试验和现场试验路铺筑验证，提出利用15％橡胶粉(沥青质量比)+0.3％抗车辙剂(集料质量比)得到的复合改性抗车辙沥青混合料综合性能最佳。 4、车辙预估表明，运营一年后，复合改性抗车辙沥青混合料代替普通混合料做中面层后，总车辙量大幅减小，中面层贡献率减小，上面层贡献率增加。复合改性沥青混合料做中面层具有优异的路用性能; 复合改性抗车辙沥青混合料不损失低温性的前提下大幅提高了高温抗车辙性能。提高了路面运营期的功能稳定性、安全性和使用寿命，同时综合利用了废弃再生物，经济社会效益显著。 |
| 作者： | 刘胜杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 姚占勇;张吉哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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