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环氧沥青超薄罩面的性能研究与优化设计
| 论文题名： | 环氧沥青超薄罩面的性能研究与优化设计 |
| 关键词： | 环氧沥青超薄罩面;级配优化设计;路用性能;室内试验;仿真模拟 |
| 摘要： | 超薄罩面技术是应用于早期预防性养护的重要手段，能够有效降低路面病害所带来的安全隐患和养护成本，从而提高路面的使用寿命。目前对超薄罩面技术的研究很多，但是直接从超薄罩面功能性需求出发的级配优化设计的研究相对较少，本文以现有超薄罩面技术为基础，通过室内试验和仿真模拟分析，对抗滑性环氧沥青超薄罩面的级配优化设计和路用性能验证进行了深入研究，以此提出了一种抗滑优良、高性能耐久的超薄罩面技术。 首先，采用逐级填充试验和逐级压碎试验确定出了超薄层级配的粗细筛孔分界线和各档集料的支撑传力作用，采用旋转粘度试验、拉伸试验确定N-11环氧沥青的粘温特性和粘时特性，获得环氧沥青混合料的拌和温度和养生条件，再采用沥青胶浆的弯曲梁流变试验确定出粉胶比与低温性能之间关系。 接着，使用基于刚体动力学和冲量碰撞理论建立的超薄层细观模型进行级配优化设计，结合图像处理技术提取出了表征抗滑性能的空隙分布特征，并通过对AC-5、SMA-5、OGFC-5和NovachipType-A四种常用超薄层结构的空隙分布特征的量化分析，建立了级配与空隙分布之间的内在关系，据此提出了反映级配特征、影响空隙分布特征的三个控制参数：粗筛孔比、细筛孔比和粗细比，并以此确定了抗滑性超薄混合料的优化级配，其表面空隙构造丰富，内部结构密实，底层空隙体积适中。 然后，基于CT扫描和三维重构技术对抗滑性环氧沥青超薄罩面的实际空隙分布特征进行验证，并采用抗滑耐久性试验、低温小梁试验和弯曲疲劳试验对其抗滑性、低温性能和耐久性进行研究，与SMA-5超薄罩面相比，环氧沥青超薄罩面的低温抗裂性相对较差，但两者间差距较小，而抗滑性能和耐久性均明显更优，满足了设计需求。 最后，基于超薄罩面与粘结层的常见破坏形态，提出了填隙粘层用量和层间粘层用量的概念，通过对细观模型有效空隙的提取和不同温度下的剪切试验、拉拔试验确定了环氧沥青粘结层总撒布量。 综上，本文所提出的环氧沥青超薄罩面优化设计方案能够满足抗滑性功能需求路面的养护目标，研究结果有助于抗滑性超薄罩面技术的推广应用。 |
| 作者： | 陈辉 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 赵永利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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