详情

原文传递高性能沥青铺面结构耐久性研究

论文题名：	高性能沥青铺面结构耐久性研究
关键词：	公路路面;沥青铺装结构;耐久性;疲劳寿命;车辙动稳定度
摘要：	由于沥青铺装结构中产生的病害严重影响了路面的使用年限，为改善此类情况，高性能改性沥青得到了工程人员的关注。为达到提升路面结构耐久性的目的，基于重载沥青和高粘沥青的性能，本文对3种高性能沥青铺装结构展开了研究。　　首先对上海地区隧道、道路、水泥混凝土桥梁沥青铺面结构进行调研。结果表明，上海地区道路铺面结构基本都采用上中下 3 层结构，在隧道和桥梁铺面结构中采用了上下2层结构。基于调研结果，本文提出的3种复合结构面层均为2层。　　其次，选用重载沥青和高粘沥青进行基本性能试验、微观试验和流变性能试验。比较两种沥青的三大指标的差异，重载沥青的性能最佳。通过红外光谱试验和凝胶渗透色谱分析试验，结果表明重载改性沥青的聚合物较少。在流变性能试验中，通过线性振幅扫描 ( LAS ) 试验、弯曲流变仪和动态剪切流变仪，研究了其中温、低温和高温性能，与高粘沥青相比，重载沥青的综合性能较好。设计出了重载AC-20、高粘AC-20、重载SMA-13和重载SMA-10这4种高性能沥青混合料，基于动态模量试验预测的高低温性能，并通过疲劳试验和车辙试验，研究其疲劳寿命和车辙动稳定度，对比分析了4种沥青混合料的耐久性。　　此外，设计了 “3cm SMA-10+3cm SMA-10、4cm SMA-13+4cm SMA-10、 6cm SMA-13+4cm AC-20” 3种复合铺装结构。在斜剪试验中，确定了乳化沥青作为粘结层材料。在高温60℃条件下，通过30°斜剪试验发现，高粘AC-20的抗剪强度最大。在不同级配的重载沥青混合料中对比发现，AC 类型的抗剪强度大于 SMA类型抗剪强度。基于3种复合结构的斜剪试验结果，表明4+4结构的抗剪强度更优。以粘结能作为评价指标，通过对 4 种单层铺装结构和 3 种复合铺装结构的研究，验证了粘结能评价指标的适用性。　　最后，通过动态模量试验，建立了Sigmoid和CAM动态模量主曲线，预测3种复合结构的高低温性能。通过疲劳试验和车辙试验，以疲劳方程和动稳定度的指标验证了3种复合结构的耐久性，结果表明，4+4结构的综合性能最优，6+4结构其次，3+3结构最差。
作者：	魏学磊
专业：	交通运输
导师：	王涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2023