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级配碎石基层与沥青混合料的层间粘结行为及其对路用性能影响研究
| 论文题名： | 级配碎石基层与沥青混合料的层间粘结行为及其对路用性能影响研究 |
| 关键词： | 级配碎石;层间粘结;离散单元法;沥青路面;沥青混合料 |
| 摘要： | 级配碎石作为沥青路面的柔性基层，具有造价低廉、低温抗裂性以及水稳定性好等优点。然而级配碎石通常强度不高，与面层以及封层的粘结力不足，由此导致高温性能不佳且容易出现层间推移破坏，在实际应用中受到较大限制。因此，本文以“基于细观力学的级配碎石基层沥青路面层间粘结行为研究”项目为依托，在提高级配碎石基层强度的基础上，开展了基于室内足尺直剪试验和高温车辙试验的级配碎石柔性基层与沥青混合料的层间粘结行为及其高温性能研究。 首先，论文以级配碎石强度理论为基础，级配碎石强度主要是通过抗剪强度来体现。通过控制关键筛孔以及粗细集料比例，设计出A、B、C三种不同粗细程度的骨架密实型级配碎石。在此基础上，通过CBR、回弹模量以及动力CBR等基础性能试验，对级配碎石柔性基层进行全面力学性能评价，得到不同粗细程度的骨架密实型级配碎石的排序依次为:B级配＞C级配＞A级配。 接下来，为研究级配碎石的层间粘结行为，以抗剪强度为评价指标，采用自主研发的简易直剪仪进行级配碎石层与沥青面层的抗剪性能评价。首先通过材料性能检测，对集料、沥青等组成材料进行筛选测定;在此基础上，完成了柔性基层的路面结构的设计;然后，选取基层级配、封层厚度以及透层油量作为主要研究因素，进行三因素三水平的正交试验，结果表明:级配碎石基层对层间粘结行为影响最为显著，稀浆封层厚度次之，相比之下，透层油量对结果影响并不显著。 基于以上试验，论文采用离散单元法，通过PFC2d数值软件进行直剪试验的仿真分析。第一步，进行贯入试验模拟，获取级配碎石微观性能参数;第二步，进行直剪试验模拟，以细微观角度描述级配碎石的相关力学行为，发现级配碎石体现出典型的散粒体特性，即整体的一致性以及个体的非一致性的统一。在此基础上，进一步调整模型参数，获取与室内足尺直剪试验拟合度较高的仿真模型。 最后，进行级配碎石基层沥青路面高温稳定性的室内测评。采用车辙试验，同直剪试验一致，选取基层级配、封层厚度以及透层油量作为主要研究因素，进行三因素三水平的正交试验。结果表明:影响路面高温稳定性的因素依次为:级配碎石基层＞封层厚度＞透层油量。该结论与层间粘结行为的试验及仿真效果保持一致;并经过对比试验结果发现，级配碎石基层与沥青面层的层间粘结行为与其高温稳定性保持一种正相关关系。 论文得到了国家山区公路工程技术研究中心开放基金项目“基于细观力学的级配碎石基层沥青路面层间粘结行为研究”的资助。 |
| 作者： | 李改 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 吴国雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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