【摘要】：鋼橋面鋪裝技術(shù)仍然是有待進一步解決的世界性難題,一直受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的高度重視與關(guān)注。針對部分澆注式瀝青混凝土鋪裝層在使用過程中出現(xiàn)高溫穩(wěn)定性較差、易疲勞開裂等病害,按照 針對性、實用性、前瞻性‖研究準(zhǔn)則,把現(xiàn)階段澆注式瀝青混凝土鋪裝中出現(xiàn)亟需解決的拌合工藝特性為研究對象,依照 分區(qū)域、分尺度‖的研究雙主線,在澆注式瀝青混合料拌合過程中的觸變區(qū)采用細觀尺度和宏觀尺度分析手段,在老化區(qū)采用紅外光譜、凝膠滲透色譜、原子力顯微鏡等微觀尺度分析手段與細觀尺度和宏觀尺度分析手段相結(jié)合的方式,對澆注式瀝青混凝土的觸變性和使用性能開展系統(tǒng)研究,再采用足尺度加速加載試驗對研究成果進行應(yīng)用驗證,建立其微觀、細觀、宏觀與足尺度指標(biāo)間的相關(guān)性,嘗試解決澆注式瀝青混凝土鋪裝中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題,完善了澆注式瀝青混凝土設(shè)計與施工質(zhì)量控制方法和水平,揭示了MA類澆注式瀝青混凝土超熱老化機理,為澆注式瀝青材料的優(yōu)選和使用性能預(yù)測,形成長效耐久的鋼橋面鋪裝技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本文綜合考慮現(xiàn)有條件,主要完成了以下工作:(1)采用AR-2000高級流變儀從細觀尺度開展了對混合瀝青及其膠漿的觸變性試驗研究,嘗試提出了混合瀝青及其膠漿的觸變本構(gòu)方程,嘗試提出了觸變性的評價方法;這對系統(tǒng)掌握宏觀尺度澆注式瀝青混凝土觸變性影響規(guī)律和揭示其流動變形機理有重要幫助,為工程應(yīng)用提供關(guān)鍵的理論支撐。(2)采用原子力顯微鏡、凝膠滲透色譜、紅外光譜等現(xiàn)代材料分析手段,從微觀尺度分析了混合瀝青老化前后的原子力、分子量分布、官能團變化,揭示了MA類混合瀝青超熱氧老化機理。同時,將室內(nèi)模擬超熱氧老化的混合瀝青與現(xiàn)場拌合的澆注式瀝青混合料回收瀝青的微觀結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)進行比對,提出了適用于MA類混合瀝青室內(nèi)模擬超熱氧短期老化方法及條件;在此基礎(chǔ)上,分析超熱氧老化時間對澆注式回收瀝青的微觀結(jié)構(gòu)特性的影響,深入細致地研究瀝青微觀組成結(jié)構(gòu)變化,為進行微觀尺度與細觀、宏觀尺度的性能指標(biāo)相關(guān)性分析奠定基礎(chǔ);進而為鋼橋面鋪裝澆注式瀝青材料的優(yōu)選和性能預(yù)測提供必要的理論依據(jù)和技術(shù)支持。(3)采用動態(tài)剪切流變儀、布氏粘度計、針入度儀、軟化點測試儀等工程分析手段,從細觀尺度分析了混合瀝青老化前后的動態(tài)粘彈力學(xué)參數(shù)、針入度、軟化點等指標(biāo)變化,將其與微觀尺度指標(biāo)進行相關(guān)性分析,進一步揭示了混合瀝青超熱氧老化機理。在此基礎(chǔ)上,分析了超熱氧老化時間對澆注式瀝青混凝土粘彈特性的影響,深入細致地研究了瀝青微觀尺度變化帶來的細觀行為表現(xiàn),為建立其微觀尺度與細觀、宏觀尺度的性能指標(biāo)聯(lián)系打下了基礎(chǔ)。(4)采用落錘式粘度計從宏觀尺度分析澆注式瀝青混凝土的流動性,重點探尋了不同制備裝置下拌合溫度、拌合時間和粗集料含量等因素對澆注式瀝青混合料流動性的影響規(guī)律,為探尋最佳工藝窗口期,指導(dǎo)澆注式瀝青混凝土的設(shè)計和施工奠定基礎(chǔ)。(5)采用車轍試驗和沖擊韌性試驗從宏觀尺度分析澆注式瀝青混凝土高溫性能和疲勞性能,重點研究了不同制備裝置下拌合時間、拌合溫度和粗集料含量對其使用性能影響的差異,結(jié)合工作和易性的研究成果討論確定最佳工藝窗口期,為澆注式瀝青混凝土的設(shè)計與施工提供了借鑒;將微觀尺度參數(shù)指標(biāo)與宏觀尺度的使用性能指標(biāo)進行相關(guān)性分析,為解釋宏觀力學(xué)行為提供了依據(jù)。(6)將研究成果應(yīng)用于足尺模型鋼箱梁橋面鋪裝系統(tǒng)加速加載試驗,重點驗證了MA類材料性能設(shè)計指標(biāo)與最佳施工窗口期的合理性;對大規(guī)模生產(chǎn)的MA類混凝土進行動態(tài)力學(xué)分析,驗證了足尺模型設(shè)計采用材料參數(shù)的合理性,為全面分析澆注式瀝青混凝土的使用特性和進行使用壽命預(yù)測提供基礎(chǔ)參數(shù),比較了MA類混凝土與普通瀝青混合料的CAM模型參數(shù)指標(biāo)差異;進一步采用足尺度加載加載車轍變形驗證了MA類鋪裝材料微觀尺度參數(shù)指標(biāo)、細觀尺度動態(tài)力學(xué)粘彈指標(biāo)和宏觀尺度高溫性能指標(biāo)的相關(guān)性或一致性,為形成長效耐久的鋼橋面鋪裝技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U414

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2168805