【博士】沥青混合料抗剪性能影响因素及剪切疲劳试验研究【2005】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：同济大学交通运输工程学院　　学位年度： 2005年　　随着重载和轮胎压力的与日俱增，沥青路面的早期损坏日益严重，与之息息相关的沥青混合料抗剪性能越来越引起人们的重视。剪切性能是沥青混合料最基本的力学性能，然而在以往的混合料设计方法中没有得到足够的重视；本文对沥青混合料的抗剪性能影响因素和剪切疲劳试验做了研究。　　首先，论文详细介绍了一种新的用于评价沥青混合料抗剪性能的试验方法——单轴贯入法，对该方法的可行性、试验条件的确定以及试验数据的处理方法进行了分析和阐述。　　其次，从材料、混合料的级配和体积参数以及温度等方面入手，对影响沥青混合料抗剪性能的各种因素进行了分析。研究表明：　　(1)集料性质尤其是针片状含量显著地来影响混合料的抗剪性能，应该提高对集料针片状颗粒含量的限制。　　(2)沥青种类不同，抗剪性能也发生变化。对于密级配，粘度大-、高温稳定性好的沥青会增加混合料的抗剪强度，沥青的粘聚力起主导作用；对于开级配，沥青的作用降低，混合料的抗剪强度不规则变化；最大剪应力处的变形值和沥青的粘温性质有良好的相关性。　　(3)混合料的抗剪性能可以很好地评价原材料的品质，进行抗剪性能研究十分必要。　　(4)级配显著影响混合料的抗剪性能，在不产生离析的情况下，粗集料的增加会使抗剪强度增大。　　(5)不同沥青用量的抗剪试验表明，传统的马歇尔试验确定的最佳油量偏大，将导致混合料抗剪性能的降低。　　(6)在30℃-60℃范围内，混合料的抗剪指标和温度有着良好的线性关系，随着温度的增加抗剪性能降低。　　(7)采用水中重法测定混合料的空隙率指标稳定程度优于表干法，空隙率指标对混合料的抗剪性能影响很大，进行抗剪试验应保证空隙率波动不大。　　然后，本文对沥青混合料的剪切疲劳试验进行了研究。通过不同荷载作用下的剪切疲劳试验，回归得到了几种形式的混合料剪切疲劳方程，对路面的剪切疲劳破坏进行初步的预估；分析了温度、荷载频率和作用时间以及材料等因素对剪切疲劳的影响；阐述了沥青混合料剪切疲劳变形的三阶段规律，给出了模型，说明沥青混合料的剪切疲劳性能可以很好的反映路面的实际状况。　　最后，对进一步工作的方向进行了简要的讨论。　　

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