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1、考虑抗离析性能的沥青碎石平衡设计方法研究目前,ATB在施工中容易产生离析,使得沥青路面早期损坏严重,已是道路界亟待解决的问题之一。提高ATB设计水平,减少施工过程中沥青混合料的离析,提高其均匀性,可有效延长沥青路面的服务寿命。在借鉴国内外研究成果的基础上,本文通过室内外试验和理论分析,对ATB抗离析性能和评价方法进行分析,并深入研究考虑抗离析性能的ATB平衡设计方法,对提高沥青路面质量具有重要意义。对ATB路面离析调查发现,针对同一配合比,施工单位的施工水平是ATB级配离析的重要影响因素;在施工水平一定的情况下,ATB自身组成也是级配离析的重要影响因素。采用离散元法
2、对ATB离析进行了模拟,发现混合料下落高度、集料级配均是影响离析程度的重要因素。根据集料散落体特性,研发了ATB离析测试仪,提出了ATB离析测试方法,提出了以粗集料离析值、细集料离析值为指标分别评价粗集料、细集料的离析程度,并提出了以集料离析值为指标评价ATB抗离析性能。通过室内试验,分析了离析程度对ATB体积参数、高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和力学强度等技术特性的影响;综合ATB各项技术指标与集料离析值的关系,推荐ATB离析等级的评价标准:集料离析值<20为轻度离析,20≤集料离析值≤40为中度离析,集料离析值>40为重度离析。对集料级配进行了分形
3、描述,分形维数对ATB抗离析性能有显著影响,随着分形维数的增大,离析程度先减小后增大;基于抗离析性能推荐了ATB-25的集料级配。分析了分形维数与ATB路用性能的关系,基于各项性能的均衡性,优化了ATB-25级配范围。通过室内正交试验,发现26.5mm、9.5mm和4.75mm为ATB-25级配离析的关键筛孔。通过室内试验,研究了胶浆种类对ATB抗离析性能的影响,采用SBS改性沥青和低标号基质沥青能显著提高ATB抗离析性能;分析了胶浆种类与ATB路用性能的关系,基于各项路用性能的均衡性,推荐了胶浆种类使用区域。研究了粉胶比对ATB抗离析性能的影响,采用较高的粉胶比能
4、提高ATB抗离析性能;分析粉胶比与ATB路用性能的关系,基于各项路用性能的均衡性,推荐了粉胶比使用范围。在分析集料形状多样性的基础上,通过改变集料的体积因子和表面积因子,建立了多集料形状的集料比表面积计算模型;基于胶浆膜厚度对ATB抗离析性能与路用性能的影响,平衡各项路用性能,推荐了胶浆膜厚度使用范围;基于表面积计算模型与胶浆膜厚度,提出了沥青胶浆用量的预估方法。在分析ATB设计指标与评价方法的基础上,提出了各项综合性能权重的确定方法,提出了基于综合性能的沥青胶浆用量确定方法。从级配组成设计、胶浆组成设计、最佳胶浆用量确定和路用性能检验等方面,建立了考虑抗离析性能的
5、ATB平衡设计体系。并依托实体工程,验证了平衡设计方法能有效减少ATB离析程度。
