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自诊断沥青路面用电极研究

作　者: 秦利娟
导　师: 吴少鹏；孙长军
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 沥青混凝土电极自诊断路用性能
分类号: U418.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 21次
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内容摘要

沥青混凝土路面具有无接缝、表面平整度好,行驶平稳,施工机械化程度高、进度快、质量好、维护简单等优点,因此,沥青混凝土路面越来越受到重视,得到广泛应用。截止到2010年,我国公路通车里程达400万公里,其中高速公路里程达7万公里,居世界第二。由于交通量的迅速增长、载重车辆轴重的加大,致使沥青路面存在着严重的早期破坏,增加养护成本。因此,在沥青路面使用期内,使路面保持在最佳使用状态,降低养护成本是公路管理和施工单位的工作重点。自诊断沥青混凝土是一种通过掺入导电相材料,改善沥青混合料的电学性能,利用电学性能与路用性能的变化规律,即时、无损地评价路面结构的应变与破损的新型道路材料,能够尽快地掌握路面结构的健康数据,为科学地指导沥青路面的养护,节省国家资源以及资金提供有力支撑。本课题主要是围绕自诊断沥青混凝土的电极材料和尺寸的优选研究,通过研究埋入自诊断沥青混凝土中不同电极输出电阻率的变化,观察分析其测试的灵敏度以及电阻率波动情况,选择出适合自诊断沥青混凝土的电极,并在此基础上研究自诊断沥青混凝土的路用性能。试验方法包括间接拉伸试验和四点弯曲疲劳试验。通过测试马歇尔试件在间接拉伸过程中试件电阻和位移随时间的变化关系,以及大梁试件在四点弯曲疲劳模式下的电阻和劲度模量随时间的变化曲线。分别比较两种不同材料即不锈钢网和铁网材料以及不同尺寸的电极时的输出电阻率变化情况,同时还要与此级配自诊断沥青混凝土的本身电阻率作比较。针对布置电极后的自诊断沥青混凝土的路用性能,通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及动稳定度试验来测试。试验结果表明：以不锈钢网材料做电极时比以铁网材料做电极时输出电阻率较稳定；当电极尺寸为试件横截面积的60%时比较接近实际情况,且比较接近不同试件的电阻率的平均值。埋入电极后的自诊断沥青混凝土的抗水损害和高温稳定性能都满足规范要求,可以作为新型道路材料使用。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究背景,现状  10-12
    1.1.1 研究背景  10-12
    1.1.2 研究现状  12
  1.2 研究内容及拟解决的关键问题  12-14
    1.2.1 研究内容  12-13
    1.2.2 拟解决的关键问题  13-14
第2章研究方法及电极评定方法  14-19
  2.1 研究方法  14-16
  2.2 评定方法  16-19
第3章自诊断沥青混凝土材料组成设计与制备  19-33
  3.1 原材料  19-24
    3.1.1 沥青  19
    3.1.2 集料  19-21
    3.1.3 矿粉  21
    3.1.4 导电相材料  21-23
    3.1.5 电极材料  23-24
  3.2 材料组成设计  24-29
    3.2.1 级配设计  24-25
    3.2.2 油石比优选  25-27
    3.2.3 导电相材料掺量  27-29
  3.3 自诊断沥青混凝土的制备工艺  29-33
    3.3.1 制备工艺  29-33
第4章间接拉伸试验下的电阻率变化  33-56
  4.1 试件制备  33-34
  4.2 实验内容  34-36
    4.2.1 试验系统  34
    4.2.2 测试方法  34-35
    4.2.3 实验步骤  35-36
  4.3 结果分析  36-55
    4.3.1 不锈钢网不同尺寸电极测试结果分析  36-46
    4.3.2 铁网不同尺寸电极测试结果分析  46-53
    4.3.3 两种材料不同尺寸测试结果比较  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第5章大梁试件四点弯曲试验下的电阻率变化  56-64
  5.1 试件制备  56-57
  5.2 实验内容  57-58
    5.2.1 试验系统  57
    5.2.2 测试方法  57
    5.2.3 实验步骤  57-58
  5.3 结果分析  58-62
    5.3.1 不锈钢网不同尺寸电极测试结果分析  58-60
    5.3.2 铁网不同尺寸电极测试结果分析  60-61
    5.3.3 两种材料不同尺寸测试结果比较  61-62
  5.4 本章小结  62-64
第6章加电极后自诊断沥青混凝土路用性能的研究  64-69
  6.1 体积性能试验  64-65
  6.2 水稳定性能试验  65-67
    6.2.1 马歇尔残留稳定度试验  66
    6.2.2 冻融劈裂试验  66-67
  6.3 高温稳定性能试验  67-68
  6.4 本章小结  68-69
第7章结论与建议  69-70
参考文献  70-73
致谢  73

自诊断沥青路面用电极研究

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