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掺聚酯纤维SMA沥青混凝土路用性能及其作用机理研究

作　者: 吴亮
导　师: 王辉
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 聚合物纤维沥青混合料增强机理重载高温车辙
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 199次
引　用: 7次
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内容摘要

随着国民经济的发展,交通流量的日益增长、车辆大型化、重载超载的比例不断增加,车辙已成为沥青路面主要的破坏形式之一,是长期困扰着国内外道路工作者的世界性难题。据统计,30%以上的路面损坏都与车辙相联系,而车辙问题在重载高温区沥青路面更加突出,因此,围绕重载高温区沥青路面结构和材料进行研究,具有十分重要的理论意义和实用价值。SMA、Superpave、改性沥青技术等在不断改进过程中得到了应用,而纤维沥青路面以其技术性能优良、施工简单、经济上合理等特点受到人们的关注,具有广阔应用前景。本文依托京珠高速广州至韶关段沥青路面改扩建工程,在重载高温区沥青路面实地调查,利用DSR、BBR、红外光谱分析、DSC分析和TG分析等方法,从微观的角度对在PG76与PG82改性沥青中分别掺聚合物纤维与木质素纤维的沥青胶浆的高温性能和增强机理进行了初步探讨,提出了最佳合理掺量。系统对比分析了PG76、PG82和在PG82中掺入不同量的聚合物纤维SMA-13的高温性能。试验结果表明,在PG82中掺入聚合物纤维SMA-13的高温性能得到了非常明显的改善;运用正交分析法分析了拌和温度、碾压温度、干拌时间和湿拌时间等因素对掺聚酯纤维SMA-13的高温性能的影响,提出了合适的工艺参数。结合室内试验和分析的成果,提出了试验路路面结构与材料方案并予实施。经过一年多的跟踪检测结果表明,试验路段设计的路面结构和材料方案路面使用性能优良,路面车辙也得到了很好的控制,证明试验路的材料设计和路面结构组合是成功的。这为今后类似高速公路沥青路面结构与材料设计提供可借鉴的宝贵经验。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-19
  1.1 问题的提出  12
  1.2 国外研究概况  12-13
  1.3 国内研究概况  13-14
  1.4 课题背景  14-17
  1.5 本文主要研究内容  17-19
第二章聚酯纤维沥青混合料马歇尔试验研究  19-27
  2.1 原材料和级配  19-23
    2.1.1 沥青  19-21
    2.1.2 聚酯纤维  21-22
    2.1.3 矿料  22-23
    2.1.4 矿料级配表  23
  2.2 马歇尔试验  23
  2.3 试验结果及相关分析  23-25
    2.3.1 试验结果  23-24
    2.3.2 最佳油石比  24
    2.3.3 密度  24
    2.3.4 空隙率、矿料间隙率及沥青饱和度  24-25
  2.4 本章小结  25-27
第三章纤维沥青胶浆的性能研究  27-42
  3.1 纤维沥青胶浆的高低温性能  27-36
    3.1.1 纤维沥青胶浆的制备  27
    3.1.2 纤维沥青胶浆 DSR 试验结果与分析  27-32
    3.1.3 纤维沥青胶浆 BBR 试验结果数与据分析  32-36
  3.2 纤维沥青胶浆的微观分析  36-40
    3.2.1 红外光谱(IR)分析  36-38
    3.2.2 热分析  38-40
  3.3 本章小结  40-42
第四章影响掺聚酯纤维 SMA-13 高温性能的因素分析  42-49
  4.1 正交试验方法简介  42-43
  4.2 因素、水平及正交表的选取  43-44
  4.3 正交试验结果  44-45
  4.4 正交试验结果的分析  45-46
  4.5 优方案的选择  46-47
  4.6 本章小结  47-49
第五章掺聚酯纤维 SMA-13 路用性能研究  49-64
  5.1 高温性能评价  49-54
    5.1.1 车辙试验  49-51
    5.1.2 组合式车辙试验  51
    5.1.3 三轴试验  51-54
  5.2 水稳性能评价  54
    5.2.1 试验方案  54
    5.2.2 试验结果分析  54
  5.3 低温性能评价  54-56
    5.3.1 试验方案  55
    5.3.2 试验结果分析  55-56
  5.4 疲劳性能评价  56-62
    5.4.1 试验方案与试样的制备  57-58
    5.4.2 疲劳试验  58-59
    5.4.3 试验结果的分析  59-62
  5.5 本章小结  62-64
第六章试验路的铺筑与评价  64-73
  6.1 试验路概况  64-65
  6.2 试验路路面结构设计方案  65-66
  6.3 试验段的施工  66-68
    6.3.1 施工温度  66-67
    6.3.2 生产配合比设计  67
    6.3.3 掺聚酯纤维沥青混合料的运输  67-68
  6.4 摊铺与碾压  68-70
    6.4.1 掺聚酯 SMA 沥青混合料的摊铺  68
    6.4.2 掺聚酯 SMA 沥青混合料的碾压  68-70
  6.5 试验路跟踪检测与评价  70-71
  6.6 掺聚酯 SMA 的推广应用  71-72
  6.7 小结  72-73
第七章结论与展望  73-75
  7.1 主要结论  73-74
  7.2 论文主要创新点  74
  7.3 需进一步研究的问题  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
附录A  79

掺聚酯纤维SMA沥青混凝土路用性能及其作用机理研究

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