文档介绍：长安大学
硕士学位论文
半柔性路面用混合料性能及其设计方法研究
姓名:程磊
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:郝培文
20020325
摘要半柔性路面是一种刚柔相济的新型路面结构形式,它是将特殊级配的水泥胶浆灌入大空隙沥青混合料中而形成的路面。论文在参考国内外研究成果的基础上,借助于多种试验分析方法,对水泥胶浆、母体沥青混合料的配比进行了研究,并提出了相应的配合比设计方法。同时,对半柔性路面材料的路用性能进行了系统的研究,并采用扫描电镜方法,从微观角度对半柔性路面材料的强度形成机理进行了分析。最后,对水泥一乳化沥青混台料的强度形成机理。配合比设计方法以及路用性能进行了分析研究。希望本文的研究成果能促进半柔性路面在我国的推广应用。关键词:半柔性路面;配合比设计;路用性能;强度形成机理;水泥一乳化沥青混合料
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第一章绪论问题的提出长安大学硕士学位论文§卜我国的高速公路、城市道路路面多为沥青混凝土路面。但是由于沥青材料所具有的粘弹塑性等特殊性能,使沥青路面的强度和流变性质均受到温度的影响。在夏季高温情况下,沥青混合料会因沥青的粘度降低,集料间粘结力减弱而使路面的强度和抗变形能力降低,在行车荷载的起步、加速、减速、刹车等垂直和水平力的作用下,导致沥青路面出现波浪、拥包之类的剪切变形。在冬季低温下,沥青变硬,粘度增强,沥青混合料的强度增高:抵抗变形能力大大降低,表现出脆性,由于混合料所铺筑的面层材料收缩,车辆荷载作用或半刚性基层产生收缩裂缝,使面层内产生过大的拉应力而导致开裂。而且近年来伴随着交通量的增加,沥青混凝土路面由于车辆荷载反复作用产生塑性变形而出现的车辙现象日益严重,特别是重交通车辆缓慢行驶的路段以及超重车辆、货物静止停放的场所,这类问题更加突出和严重。尽管水泥混凝土路面具有强度高、耐久性和耐磨性好等优点,还可以有效的解决道路车辙问题,但其本身也存在诸多难以克服的欠缺。比如工程费用高、接缝设置复杂、施工养护期内无法开放交通,易产生唧泥和错台等破坏,维修困难等。随着道路交通事业的发展和各项研究的深入,对高等级公路和城市路面的要求,不断向多元化、功能化方向发展。针对以上问题,许多发达国家率先提出了半柔性路面,并已通过论证,在各级公路及城市道路中铺筑使用。通常所说的半柔性路面,根据施工工艺和材料可分为三种类型:①水泥灌浆沥青混凝土②水泥沥青混凝土③乳化沥青水泥混凝土。水泥灌浆沥青混凝土水泥灌浆沥青混凝土路面是按照柔变刚的思路,将特殊级配的水泥胶
浆灌入多孔的开级配沥青混合料的空隙之中而形成的路面。它通过沥青混合料骨料之间的嵌挤作用和灌入的水泥浆共同形成强度。具有以下优点:哂杏胨嗷炷谅访嫦嗨频母招裕咕哂腥嵝裕杖峁布茫肓で嗦访姹冉掀鹄矗哂薪细叩哪透呶铝鞫阅芎湍陀褪葱裕繁砻婢哂薪锨康哪湍ズ男裕灰灼鸪荆退趿亢苄。恍枰I枭焖醴欤哂邪咨访娴拿魃裕铱梢宰派ǎ跃苍赜薪锨康某惺苣芰Α水泥沥青混凝土水泥沥青混凝土也是按照柔变剐的思路开发的一种半柔性路面材料。它是在热拌沥青混合料中寅接掺入拌和好的特种水泥砂浆,在高温下拌和、摊铺、碾压而形成的路面结构。这种半柔性路面材料与水泥灌浆沥青混凝土具有类似的优点,它虽然比水泥灌浆沥青混凝土施工方便,但是在高温时引入水泥浆,带来了沥青与集料粘附性不好等问题。水泥一乳化沥青混凝土水泥一乳化沥青混凝土是在冷拌乳化沥青混合料母体中掺入水泥或是水泥砂浆经冷拌冷铺而形成的路面结构。它具有以下优点:榛で嗥迫楹蟮乃挚晒┧嘤不幔虾玫慕饩隽巳榛青破乳“憎水”和水泥水化“需水”的矛盾;嘁蝗榛で嘈げ捎美浒枥淦坦ひ眨饶芙档湍芎模谑∧源,还能减少环境污染,降低有害气体的排放;嘁蝗榛で嗷炷潦┕な窃诔N孪陆械模冉先劝枇で嗷凝土的旋工要简单易行的多。以上三种类型的半柔性路面,虽然其施工工艺和组成材料有着很大的不同,但其均是遵循一个原则,即扬沥青路面和水泥混凝土路面之长,补其之短,刚柔并济。该种路面新技术如能在高等级公路、城市道路、港口、交叉口、停车场、收费站等广泛使用,可以提高沥青路面的高温稳定性和耐久性,弥补沥青路面和水泥混凝土路面的不足,延长路面使用寿命,节约投资,对于我国公路路面的发展具有重要的现实意义和经济效益。长安大学硕士学位论文
§谕庋芯扛趴长安大学硕士学位论文鉴于以上原因,本课题深入开展了半柔性路面材料配合比设计的研究,但主要侧重于水泥灌浆沥青混凝土的研究,同时对水泥一乳化沥青混凝土进行了初步的研究。水泥灌浆沥青混凝土半柔性路面最早的应用是在年法国科涅雅克航空港喷气式飞机用的跑道上,作为耐热用的道面,并以此申请了专利,称为“笔┕しā辏谭ü螅毡疽浴鞍柔性路面和半柔性路面施工法”为名申请了专利。之后,此种半柔性路面在本迅速发展起来。日本大林道路株式会