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级配和填料对大粒径沥青混合料路用性能影响研究
| 论文题名： | 级配和填料对大粒径沥青混合料路用性能影响研究 |
| 关键词： | 级配;填料;大粒径沥青混合料;水泥掺量;路用性能;通过率;高温稳定性;低温抗裂性;水稳定性;疲劳性能;粗集料;骨架接触度;松装密度;马歇尔试件;劈裂强度;矿粉;检验方法;击实次数;线性相关关系;空隙率 |
| 摘要： | 随着超载、重载交通的不断增长和一些地区特殊气候条件的限制,沥青路面半刚性基层的局限性逐渐显现出来。大粒径沥青混合料(LSAM)基层作为一类柔性结构层,具有一定柔性和良好的抗车辙变形能力而为国内外道路工作者广泛关注。 本文以SAC级配组成设计理论为基础,设计出四种SAC25级配和两种工程中得到实际应用的LSAM25共六种级配进行骨架检验和级配分析,然后选出其中的四种代表性级配进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能四种路用性能比较,选出一种综合路用性能最佳的级配。在得到最佳级配后,以此为基础,采用水泥部分或完全替代矿粉,来比较在水泥替代矿粉的比例分别为0％、20％、40％、60％、80％、100％的情况下,大粒径沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能四种路用性能的变化情况,以确定水泥替代矿粉的最佳比例。根据一系列的试验和分析,结果表明: 对于SAC25的级配,4.75mm通过率在35％附近时,随着4.75mm通过率减小,粗集料干捣实密度、粗集料松装密度呈略下降趋势,而VCADRC呈略增加的趋势;对于相同的4.75mm通过率,提高16-31.5mm区段的集料含量会略增大粗集料干捣实密度和粗集料松装密度,同时会减小VCADRC。 从经济角度考虑,对于LSAM本文建议级配形成一般骨架结构即可,4.75mm筛孔的通过率应控制在33％或略小。对于LSAM骨架检验方法,本文提出了调整的VCADRF、VCAAc检验方法来进行LSAM的骨架判别和级配调整。 骨架接触度与未冻融试件的劈裂强度呈很好的线性相关关系,R2达到0.99以上。对于4.75mm通过率为33％的LSAM25,要使混合料的TSR达到最佳值,粉胶比和沥青膜厚存在一个最优区段,其中粉胶比在1.2-1.4之间,沥青膜厚在7.5-8.5μm之间。 水泥掺量变化对LSAM空隙率有显著影响,而且不同的马歇尔试件击实次数存在不同的影响显著区间。击实次数越大,试件空隙率对水泥掺量的敏感度越大。 随着水泥掺量的增加,冻融和未冻融试件的劈裂强度具有不同变化规律,本文提出了造成这种不同的原因是由于水和填料中水泥水化作用的充分与否所致,并发现了当水泥掺量为60％～80％时,LSAM的水稳定性能最佳。就高温稳定性而言,在水泥掺量为80％时,LSAM的动稳定度最大。而水泥掺量对LSAM的低温抗裂性和抗疲劳性能无显著影响。综合分析四种不同的路用性能表现后,提出对于LSAM用水泥替代矿粉作为填料,水泥的最佳掺量应该为60％-80％之间。 最后,简要的讨论了进一步工作的方向。 |
| 作者： | 许鹰 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 许志鸿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学交通运输工程学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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