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【博士】瀝青路面泡沫瀝青再生基層的研究【2006】

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內容簡介

  學科專業(yè):道路與鐵道工程  授予學位:博士  學位授予單位:同濟大學交通運輸工程學院  學位年度: 2006年  泡沫瀝青的發(fā)泡過程是一個復雜的熱力學過程,利用泡沫的膜彈性理論對瀝青泡沫的衰減進行了理論解釋,以此發(fā)現泡沫瀝青衰減過程的影響因素。通過對國內6種常用瀝青進行了發(fā)泡性能試驗,并按照一定的評價原則對六種瀝青的發(fā)泡特性進行了比較,確定了試驗所用六種瀝青的最佳發(fā)泡條件,即發(fā)泡溫度在150度左右,用水量在1.5%左右,該條件的提出為拌制高質量的泡沫瀝青混合料奠定了基礎?! 〔捎门蛎浡省胨テ诤桶l(fā)泡指數等評價指標,對瀝青的發(fā)泡特性進行評價。結果表明,不管是以膨脹率和半衰期還是以發(fā)泡指數為評價指標,瀝青發(fā)泡特性與發(fā)泡溫度(高于可發(fā)泡溫度)無必然聯系,這與國際上普遍認為發(fā)泡溫度越高則發(fā)泡效果越好的結論不符。因此,僅根據發(fā)泡溫度來判斷發(fā)泡效果是不合理的?! ?種泡沫瀝青材料的物理力學性能進行研究,內容包括混合料的密度、空隙率、劈裂強度、水穩(wěn)性、靜態(tài)抗壓強度和模量和動態(tài)抗壓模量等。研究了級配、瀝青用量、水泥用量和試驗溫度等因素對這些物理力學指標的影響規(guī)律?! ⊙芯堪l(fā)現,泡沫瀝青混合料強度水平低于熱拌瀝青混凝土典型的強度值,不適合作為高等級道路面層,但是作為基層或下面層材料,該強度水平能夠滿足我國現行<公路瀝青路面設計規(guī)范》有關材料設計參數的要求。  圍繞級配和拌和、成型溫度等因素為主要變量,研究其對泡沫瀝青混合料最佳拌和用水量的影響,確定了不同條件下泡沫瀝青混合料最佳拌和用水量的合理范圍?! √剿髁瞬煌B(yǎng)護方法下泡沫瀝青混合料力學特性的發(fā)展規(guī)律,給出了合適的養(yǎng)護方法建議,即不脫模養(yǎng)護l天,40度通風烘箱養(yǎng)護至少3天,25度水浴浸水1天?! ∵x擇三種儲存條件,對三種級配混合料的儲存性能進行了試驗研究。試驗結果表明,泡沫瀝青含量較高的混合料,其較好的粘結性而使泡沫瀝青混合料性能儲存穩(wěn)定性較好;短期密封儲存可以對混合料強度和剛度有略微貢獻。但是對于含有水泥等活性填料的混合料,則恰恰相反,任何延遲成型時間均會造成強度和模量的不利影響。此外,級配偏細的泡沫瀝青混合料,其性能具有相對較好的儲存穩(wěn)定性:泡沫瀝青混合料可以進行不密封儲存,比較干燥的泡沫瀝青混合料,只要能夠保證足夠的重新拌和與壓實用水,其力學性能仍能得以維持?! ∵x用兩種試驗級配,研究了混合料中細集料含量、混合料的制件密實度和活性填料等因素對泡沫瀝青混合料干縮變形的影響。試驗結果表明,細集料含量高會造成較大的干縮應變;混合料的制件密實度較低,一般也會造成較大的干縮應變;隨著活性填料的增加,干縮應變成增大趨勢;泡沫瀝青混合料干縮應變隨著失水率的增加而增加,但是在不同的失水率階段,干縮應變增加幅度不同,存在一個轉折臨界點?! ε菽瓰r青混合料進行了疲勞試驗。內容包括:瀝青用量對泡沫瀝青混合料疲勞性能的影響,發(fā)現選擇合適的瀝青用量可以獲得較好的疲勞性能;水泥含量對疲勞性能的影響,發(fā)現泡沫瀝青冷再生混合料與粗粒式熱拌瀝青混合料相同應力比條件下的疲勞性能已經基本相當,同時發(fā)現在2%的水泥用量之內,增加水泥用量不會明顯影響合材料抗疲勞性能?! ∫罁疚挠嘘P泡沫瀝青冷再生混合料有關物理力學性能的試驗研究,提出了基于泡沫瀝青水穩(wěn)性的配合比設計方法,可作為實驗室和工程應用中材料設計的指導依據。  依據有關文獻資料介紹了三種可用于泡沫瀝青穩(wěn)定路面的結構設計方法。  這三種方法分別是:結構數法、力學分析法和界限應力比法。這三種方法應按照路面的結構承載能力要求增大的順序依次選擇使用。設計的可靠度要求越高,其設計方法也應越復雜。借鑒這些設計可以為日后開發(fā)適合我國國情的路面設計方法提供參考。同時本文還依據我國瀝青路面設計方法,通過實例介紹了泡沫瀝青冷再生路面的厚度設計方法?! ⊥ㄟ^對近兩年來泡沫瀝青冷再生試驗路施工的總結,詳細介紹了泡沫瀝青再生施工的工藝。依據上海海江路廠拌再生試驗路和無錫錫宅路就地再生試驗路,對混合料的壓實特性、強度增長特性和施工的經濟性進行了研究?! ?

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發(fā)布:2007-11-24 12:34    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關閉]
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