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原文传递沥青混合料永久变形若干影响因素试验研究

论文题名：	沥青混合料永久变形若干影响因素试验研究
关键词：	沥青混合料;永久变形;影响因素;抗剪强度;剪切疲劳;剪切模量;等效温度;单轴贯入试验;疲劳变形;沥青路面;抗剪性能;随机荷载;粘度;时间硬化;疲劳寿命;荷载作用;方法确定;不同温度;石料;抗变形
摘要：	随着我国交通运输事业的发展，车辙已经成为我国高等级公路沥青路面的主要损坏类型之一。车辙的产生降低了行车舒适性，安全性。沥青路面的早期损坏日益严重，越发引起研究人员的重视。大量现场调查和室内研究证明，剪切流变而不是压密变形是车辙产生的主要原因。因此，本文着重对影响沥青混合料永久变形的抗剪性能进行研究。沥青路面永久变形的发展可以采用三阶段模型进行描述。但传统的试验方法一般只能反映前两个阶段的变形，这可能与目前试验方法中施加的侧向约束过大有关。本文采用APA和单轴贯入方法，在不同温度下采用不同级配，沥青的混合料进行试验对比。结果显示，单轴贯入试验不仅在高温，在常温下都能较好地确定沥青混合料的抗剪性能。影响沥青混合料抗剪强度的因素很多，主要分为混合料内在的因素以及外界的环境因素。因此，本文从集料，级配，沥青，体积参数以及温度方面入手，对影响沥青混合料抗剪强度的各项因素进行了分析。沥青混合料在高温下抗剪强度低，剪切裂缝沿着石料与石料之间粘结处的薄弱点发展，因此粘度大的沥青，与沥青吸附性能好的石料，此时都能发挥重要的作用。不仅是粗集料，具有丰富棱角性的、表面粗糙的细集料也能提高沥青混合料的抗剪强度。沥青混合料中使用的沥青粘度越大，混合料抗剪强度也就越大。混合料空隙率变大，抗剪强度降低，因此在施工中需要保证较高的压实度，以防止出现早期车辙。本文提出使用剪切模量来反映沥青混合料在反复荷载作用下抵抗变形的能力。试验结果表明，剪切模量和抗剪强度具有较好的相关性。随着温度降低，沥青混合料抗剪强度增大，抵抗剪切流变的能力增加，剪切模量也增大。试验还发现剪切模量大小与沥青的粘度有关，使用粘度大的沥青后，沥青混合料抗剪强度提高，剪切模量也增大。超载超限给道路带来极大的破坏。特别是轮胎压力的增大，使得路面结构中受到的剪应力增大。本文就荷载对剪切疲劳变形的影响进行了分析。不同温度下，过大的胎压都会产生较大的剪切疲劳变形。试验还发现，加荷的顺序对沥青混合料抗剪疲劳寿命有影响。自行编制了随机荷载应力谱，并使用MTS进行了随机荷载试验，与简便方法确定的疲劳寿命进行对比。以往研究主要注重沥青混合料在高温，特别是60℃时抵抗变形的能力。这样就忽略了长时间荷载作用下其他温度段内产生的变形，不能因地制宜的设计合理的沥青混合料。本文通过室内变温剪切疲劳试验，采用不同方法拟合变形值，最终确定时间硬化叠加方法能够较好的模拟温度变化下剪切疲劳变形的增长。并使用这种方法确定具有代表性区域的等效温度，结果表明等效温度能够较好地反映不同区域气温对路面的影响。关键词沥青混合料抗剪性能剪切疲劳超载随机载荷时间硬化模型等效温度
作者：	袁峻
专业：	道路与铁道工程
导师：	孙立军
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2007
正文语种：	中文