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重载交通混合式基层沥青路面超高温性能研究
| 论文题名： | 重载交通混合式基层沥青路面超高温性能研究 |
| 关键词： | 沥青路面;重载交通;超高温性能;路用性能;力学特性 |
| 摘要： | 车辙是沥青路面的一种主要病害，尤其是重载交通和高温地区的沥青路面车辙损坏现象更趋严重。基于此，本文依托山东交通科技项目“重载交通半刚柔性基层沥青路面超高温性能与改性机理研究”，以山东省高速公路广泛采用的大粒径透水性沥青混合料柔性基层与半刚性基层组合的混合式基层沥青路面为研究对象，通过将布敦岩沥青及抗车辙剂分别作用于沥青中、下面层进行高温改性，借助叠加的高温改性作用来提高混合式基层沥青路面的抗车辙能力，使路面在重载交通条件下达到超强的高温性能。 论文在文献资料收集及国内工程调研的基础上，采用室内试验、理论分析和数值模拟的方法系统研究了高温改性材料（布敦岩沥青、PR抗车辙剂）改性沥青混合料的路用性能及力学特性;基于粘弹性理论与非线性有限元方法的重载交通混合式基层沥青路面车辙预估;高温状态与设计状态下的重载交通混合式基层沥青路面结构力学特性的对比分析。 研究获得的主要结论: (1)基于SBS与PR抗车辙剂复合改性中面层AC-20的高温性能、低温性能、水稳定性及工程经济性，确定PR抗车辙剂的合理用量为2.7‰。 (2)BRA改性沥青Superpave-25的高温性能得到明显改善，水稳定性略有提升，但低温性能略有下降;SBS+PR复合改性AC-20与SBS改性沥青AC-20相比，高温性能得到显著改善，水稳定性和低温性能有所下降，但均满足规范要求。 (3)建立了BRA改性沥青Superpave-25、70号沥青Superpave-25、SBS+PR复合改性AC-20、SBS改性沥青AC-20等7种沥青混合料的动态模量主曲线。 (4)在各级荷载水平与轴载作用次数下，中、下面层改性的沥青路面车辙深度均小于未改性沥青路面。 (5)研究发现永久变形随着轴载作用次数（交通量）的变化规律与沥青混合料的蠕变曲线反映的规律类似。改性沥青路面结构的变形在各级轴载作用次数的变形均明显小于未改性的沥青路面，且变形速率总体也较未改性的平缓。 (6)建立了改性沥青路面车辙发展深度与轴载作用次数之间的预估方程，据此方程可以推断，两种沥青路面的车辙均达到临界深度15mm时，改性沥青路面较未改性沥青路面发生的时机延缓了约是未改性路面发生时机的0.7～0.9倍。 (7)在高温状态与设计状态下，中、下面层改性的沥青路面结构各个计算指标（路基竖向压应变、沥青层剪切应力、沥青层底水平拉应变、沥青分层层顶竖向压应力、基层层底水平拉应力）较未改性沥青路面均有所减小。中、下面层高温改性有利于提高沥青层与基层的疲劳寿命，降低各沥青层及路基顶面发生永久变形的可能性。 |
| 作者： | 冯志刚 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 曹卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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