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SAC13沥青混合料抗老化性能试验研究和数值分析

作　者: 陈星
导　师: 戴文亭
学　校: 吉林大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 沥青混合料 抗老化性能 间接拉伸试验 劲度模量 灰熵关联度
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


沥青混合料的抗老化性能作为一项基本的路用性能，直接影响着沥青路面的使用质量和寿命，因此对于沥青混合料的抗老化性能的研究具有重要意义。本文针对多碎石沥青混合料SAC13的三种不同的骨架结构：紧密骨架密实结构、一般骨架密实结构、悬浮式密实结构，即SAC-I、SAC-II、SAC-III三种级配的沥青混合料的抗老化性能进行了研究。对经过模拟老化试验后三种沥青混合料进行间接拉伸试验，研究了三种沥青混合料的老化性能随着老化时间的延长的变化规律，以及老化温度和混合料级配与其抗老化性能之间的关系。最后采用灰色关联熵分析法，分析了十种影响因素对SAC-I、SAC-II、SAC-III三种沥青混合料的抗化性能的影响程度，并利用Matlab软件对三种沥青混合料老化后的破坏劲度模量随老化时间延长的变化规律进行了非线性拟合。本次研究得到的主要结论有以下几点：（1）SAC-I、SAC-II、SAC-III三种沥青混合料随着老化时间的延长，其破坏进度模量所表现的变化规律基本相同，在开始的一段时间内，随着老化时间的延长，破坏进度模量逐渐增大，其中老化时间为0~4小时阶段增长速率较大，之后增长速率逐渐变小，当破坏劲度模量随着老化时间的延长到达某一峰值后，继续延长老化时间，便出现了破坏劲度模量减小的现象。在这个过程中，SAC-I、SAC-II、SAC-III三种沥青混合料破坏劲度模量的增长速率是不同的，按照由大到小的顺序排列为：SAC-I＞SAC-II＞SAC-III。（2）引入老化系数作为评价指标，比较了SAC-I、SAC-II、SAC-III三种沥青混合料的抗老化性能，并得出了在抗老化性能方面悬浮式密实结构（SAC-III）要优于一般骨架密实结构（SAC-II），而紧密骨架密实结构（SAC-I）的抗老化性能最差的结论。（3）不同的老化温度对本文研究的三种沥青混合料的老化性能影响十分明显，以相同的老化时间为前提，老化温度越高，沥青混合料的破坏劲度模量就越大，其老化程度也越严重，老化温度的提高可以加速沥青混合料的老化过程。（4）采用灰色关联熵分析法，分析了十种与沥青混合料级配相关的因素对于SAC-I、SAC-II、SAC-III三种沥青混合料抗老化性能的影响程度。通过对灰熵关联度数值的比较发现，在十种影响因素中，4.75~9.5mm集料的含量这一影响因素的灰熵关联度值最大，说明其对于SAC13的三种骨架结构的老化性能影响程度最显著，是主要影响因素。（5）通过对试验数据的分析发现，SAC-I、SAC-II、SAC-III三种沥青混合料老化性能随着老化时间的变化规律的趋势基本相同，所以考虑可以用同一类型的函数对老化后三种沥青混合料的破坏进度模量随老化时间的变化规律进行拟合。利用Matlab软件对数据进行拟合后发现，三种沥青混合料的破坏进度模量随老化时间的延长的变化规律都可以用函数Sat2T=+bt+c进行拟合，并且都满足a＜0，b＞0，c＞0。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 选题的目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 沥青老化机理  11-12
    1.2.2 沥青模拟老化试验方法  12-13
    1.2.3 沥青抗老化性能评价指标  13-14
    1.2.4 沥青混合料抗老化性能研究  14-15
  1.3 本文的技术路线  15-18
第2章 试验方案设计  18-30
  2.1 原材料  18-20
    2.1.1 沥青  18
    2.1.2 集料与填料  18-20
  2.2 沥青混合料级配设计  20-24
  2.3 沥青混合料室内模拟老化方案设计  24-27
    2.3.1 沥青混合料短期老化试验方法  24-26
    2.3.2 沥青混合料长期老化试验方法  26-27
  2.4 主要实验仪器  27-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章 沥青混合料抗老化性能评价及影响因素分析  30-50
  3.1 沥青混合料抗老化性能评价方法  30-40
    3.1.1 混合料抗老化性能评价方法对比分析  30-32
    3.1.2 间接拉伸试验  32-40
  3.2 间接拉伸试验结果分析  40-47
    3.2.1 老化时间对沥青混合料老化性能的影响  41-42
    3.2.2 三种不同级配沥青混合料老化性能比较  42-45
    3.2.3 老化温度对沥青混合料老化性能的影响  45-47
  3.3 本章小结  47-50
第4章 沥青混合料抗老化性能数值分析  50-64
  4.1 SAC13 沥青混合料老化性能的影响因素灰关联熵分析  50-58
    4.1.1 灰色系统理论概述  50
    4.1.2 灰色关联分析基本原理  50-52
    4.1.3 灰关联熵分析计算  52-58
  4.2 沥青混合料老化性能随时间变化规律的非线性拟合  58-62
  4.3 本章小结  62-64
第5章 结论与展望  64-66
  5.1 结论  64-65
  5.2 展望  65-66
参考文献  66-69
作者简介  69-70
致谢  70

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 道路建筑材料
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