文档介绍：位文学论集料级配可视化设计系统开发与实用性研究垫墨叁堂长安大学申请学位级别塑主童盟盘堂论文提交日期至量:量论文答辩日期塾丝銎塾丝评阅人塾丝銎塾蕉学位授予单位指导教师姓名陈忠达教授业名称答辩委员会主席冷培义教授二零零五年五月王芳至壁垒量:亘:分类号!
摘要沥青混合料矿料级配组成设计是工程设计的重要组成部分,直接影蚬こ讨量。试验人员在选择矿料级配时,主要依赖于经验,是一个基于经验的试验过程,没有经验的人通常有“暗箱操作”的感觉。同时,沥青混合料设计又是一项费时、费力、大量消耗材料的工作。针对这种情况,本文根据集料颗粒随机排列的特点,采用开发语言,结合软件工程理论,利用计算机对矿料级配进行可视化模拟,研究丌发了沥青混合料矿料级配可视化设计系统。该系统实现了直接的、可视化的集料级配设计,直观地反映了不同的级配类型的集料组合情况,给出相应的可视化界面,可以给设计人员提供直观的帮助。同时,系统计算得出平面空隙率,经论证该值与集料的间隙率间有一定的相关关系。通过界面与平面空隙率,设计人员可以了解所选级配可能的结构类型,能够在试验之前仞步判断所设计级配的矿料结构特点,从而可以对矿料级配组成的初步设计进行筛选。因此,该系统可以解决沥青混合料设计过程过多依赖于经验的问题,提高设计质量和效率,可大幅度减少试验量。沥青混合料矿料级配可视化界面平面空隙率关键词随机排列理论Ⅵ
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第一章绪论§问题的提出及研究意义近年来,公路建设作为一项关系国计民生的基础设施建设,得到了国家的高度重视和有关部门的大力支持,我国公路建设『郧八从械乃俣认蚯胺⒄埂A青路面由于具有表面坚实平整、行车舒适、抗滑、耐久和易于施工及维修方便等优点,而成为我国公路路面的主要结构类型,而且从以往的以沥青碎石、沥青贯入式和沥青表面处治为主要形式的沥青路面,逐渐改变为以沥青混凝土为主要形尽管沥青路面都是按照规范进行设计施工的,但有一些高速公路在建成通车后出现不同程度的早期损坏现象。原因是多方面的,既有设计、施工和恶劣运营环境笛现爻亍⒍窳悠的原因,也有路面结构不合理的因素。有研究表明沥青路面使用性能很大程度上取决于沥青混合料的体积特性和压实特性,矿料级配是影响沥青混合料特性的重要因素。美国沥青路面协会的资料也显示:对于稳定的沥青混合料,高温车辙的抗力%是由集料骨架结构提供,其余%怯闪で嘟航崃咸峁峁顾渚哂泻芎玫拿芩裕ū砻娼舷福罅献成中粗料多悬浮于细料中,在车辆荷载作用下材料又重新分布,易出现车辙、泛油和捌包现象;同样结构虽然具有很好的骨架,抗车辙能力强,有粗糙的表面,满足了抗滑要求,但空隙率偏大,透水严重,易发生水损坏。调查发现,当沥青混合料空隙率在ァナ保鸹档目赡苄宰畲蟆?障堵市∮%,路面就开始出现车辙现象。通过上面的分析可以得知,矿料结构是影响路面早期损坏的重要原因。材料设计的关键是优化矿料结构组成戳で嗷旌狭系目罅霞配纬晌榷ǖ墓羌堋H绾稳范ɑ旌狭系募杜洌煌纳杓品椒ㄓ衅涔潭ǖ姆我国采用马歇尔试验法是在规定的级配范围内根据经验确定出一条级配曲线。马歇尔设计方法源于美国,原是美国密西西比州公路局工程师御鲁斯·ぢ歇尔提出的,在第二次世界大战期间,又通过美国陆军工程兵团的大量工作,加以改进,从而使马歇尔法得到确认,当时主要足将其作为机场沥青路面混合料配合比设计和进行施工管理的一种试验方法,于年正式为陆军所采用,以后式的路面。式。
公路和城市道路也采用这一方法设计沥青混合料,并一直应用到现在。美国沥青协会于年出版了第一版“沥青混合料设计:沥青混凝土和其他热拌混合料类型”瓿霭媪说诹妫衷谑澜缟暇蟛糠止也捎寐硇6设计方法,我国自年以来应用至今,并纳入了有关的规范。马歇尔方法是通过室内试验,根据稳定度/流值与密度/孔隙率的分析,提出适合的沥青混合料配合比。该法的优点是它注意到沥青混合料的密实度与空隙的特性,通过分析以确保沥青混合料适当的空隙率,然而马歇尔法仅确定配合比和沥青用量,而且①矿料配合比设计目标始终如一的定为规范给定的级配范围的中值,没有充分考虑不同性能的集料对该目标的影响;②未能充分考虑实际生产流程对沥青混合料配合比的影响;③与路用性能的相关性不大。大量有关资料表明,传统规范和方法控制不了沥青路面的破坏,许多满足现行规范,按传统方法设计的路面发生了早期破坏,这与其局限性是分不开的。ㄔ蚴怯删檠《ㄈ跚撸俑菔匝榻峁范āF涮氐阍谟开发了一套全新的试验设备和方法,并建立了沥青结合料与混合料规范的新体系;从根本上改变了现行试验方法和规范的纯经验性质,从而避免了由此带来的局限性。で嘟岷狭嫌牖旌狭瞎娣兜男绿逑到匝榉椒ㄓ胫副晖で路面的野外性能建立起直接关系,通过控制高温车辙、低温开裂和疲劳开裂,来达到全面改进路面性能的目的。で嗷旌狭系呐浜媳壬杓疲噬仙形薰系某