硕士学位论文沥青混合料中胶浆-集料粘结性及力学性能研究_土建水利学

　　硕士学位论文沥青混合料中胶浆-集料粘结性及力学性能研究，共78页，32634字
　　摘要
　　随着现代交通车速的提升、交通流量的日益增长、车辆大型化、重载超载的比例不断增加，以及渠化式交通等已成为现代交通的显著特点，沥青路面已是公路发展的必然趋势。多孔渗水沥青混凝土PAC（Porous Asphalt concrete）由于其优异的渗水降噪性能而得到了广泛的应用，然而大孔隙率的特点和苛刻的行车条件、气候影响，使得表面掉粒、集料松散剥落、开裂等破坏现象时有发生。因此，对沥青混合料内部集料间粘结性能的研究就尤为关键，具有重要的现实意义和知道作用。
　　本文依托与荷兰代尔夫特理工大学的“Lifetime Optimization Tool (LOT) for porous asphalt-DMA and DSR testing”合作项目，参照国外的发展动态研究方法，综合单个集料与单个集料间沥青膜、混合料中沥青胶浆、沥青混合料本身三方面由细到粗地整体分析评价了沥青混合料中胶浆-集料粘结性及力学性能。
　　首先通过特殊工艺制备集料-沥青-集料三明治状样品，基于动态机械分析仪(Dynamic Mechanic Analysis, DMA)分别进行循环动态拉伸和静态拉伸应力加载试验，并借助对各试验断裂面的显微分析，探讨沥青、集料、温度、应力水平、应力加载方式对集料间粘结层的粘结性能及抗拉疲劳性能、抗拉破坏机理的影响；再基于动态剪切流变仪(Dynamic Shear Rheometer, DSR）研究沥青胶浆的抗剪疲劳性能和粘弹性能，分析不同填料胶浆和不同粉胶比胶浆的流变性能，评价路用沥青混和料中集料与集料间起粘结作用的胶浆的粘结性能及破坏模式。最终采用电液伺服材料试验机和马歇尔稳定度测试仪对沥青混和料进行直接拉伸实验、间接拉伸试验，探求温度、应变加载水平等对混和料中整体的胶浆-集料粘结性能的影响，同时用于验证前面的实验结果及结合分析得出混和料的整体粘结力学性能机理；对其断裂面进行显微观测，结合DMA实验中的断面破坏模式，最终得到具体沥青混和料中的胶浆-集料粘结破坏模式。
　　试验分析表明，集料-沥青粘结面分析、沥青胶浆抗剪粘结性能、沥青混合料抗拉抗裂性能有很好的相关性。结合三者的研究可以全面的探知沥青混合料中胶浆-集料的粘结性能。
　　关键词：沥青混和料，集料－胶浆，粘结性，直接拉伸试验，间接拉伸试验
　　
　　目录
　　第一章前言 1
　　 1.1 问题的提出 1
　　 1.2 国内外研究现状 3
　　 1.3 主要研究内容及技术路线 5
　　 1.3.1 研究内容 5
　　 1.3.2 采用的技术路线 5
　　第二章实验方法、所用仪器及原材料性能 7
　　 2.1 实验方法及所用仪器 7
　　 2.1.1 试验方法 7
　　 2.1.2 实验所用仪器 7
　　 2.2 原材料性能 9
　　 2.2.2 沥青性能指标 9
　　 2.2.2 集料性能指标 10
　　第三章：DMA集料-沥青界面拉伸试验 12
　　 3.1 DMA实验原理 12
　　 3.1.1 DMA实验样品膜厚的控制 12
　　 3.1.2 DMA集料-沥青界面拉伸实验用样品的制备 13
　　 3.1.3 DMA实验控制与应力加载方式 14
　　 3.2 DMA实验结果与分析 19
　　 3.2.1 两种应力加载方式数据分析 20
　　 3.2.2 累积疲劳损伤与加载方式之间的模型探讨 24
　　 3.2.3 沥青老化对粘结性能的影响 28
　　 3.2.4 水损害对粘结性能的影响 31
　　 3.3 沥青-集料拉伸断面破坏显微分析 33
　　 3.4 本章小节 36
　　第四章 DSR沥青胶浆抗疲劳试验 37
　　 4.1 沥青胶浆疲劳特性研究 37
　　 4.2 DSR沥青胶浆抗疲劳试验 37
　　 4.2.1 DSR试验原理 37
　　 4.2.2 DSR沥青胶浆抗疲劳试验用样品的制备 38
　　 4.3实验结果分析 39
　　 4.3.1 不同温度下胶浆疲劳寿命与加载应力的关系 40
　　 4.3.2 沥青老化对胶浆疲劳寿命的影响 41
　　 4.2.3集料-沥青粘结性能与胶浆抗疲劳性能的相关性
　　 4.4 本章小节 43
　　第五章：沥青混和料抗拉抗裂性能研究 44
　　 5.1 沥青混和料抗拉抗裂性能 44
　　 5.1.1 间接拉伸实验 44
　　 5.1.2 直接拉伸试验 45
　　 5.1.3 试验用样品的制备 46
　　 5.1.4 沥青混和料级配设计 47
　　 5.2 间接拉伸试验结果与分析 50
　　 5.2.1 间接拉伸强度分析 51
　　 5.2.2 断裂能分析 54
　　 5.3 直接拉伸实验结果与分析 55
　　 5.3.1 温度对沥青混合料抗拉性能的影响 55
　　 5.3.2 加载速率对沥青混合抗拉性能的影响 56
　　 5.4开裂破坏过程与断面形貌 56
　　 5.4.1 试件的破坏过程与位置 56
　　 5.4.2 断面形貌显微分析 56
　　 5.5 本章小节 59
　　第六章：主要结论及建议 59
　　 6.1 主要结论 59
　　 6.2 对后续研究的建议 60
　　参考文献 61
　　附录 66
　　致谢 68

硕士学位论文沥青混合料中胶浆-集料粘结性及力学性能研究

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