【摘要】：水損害是目前高速公路瀝青路面使用中普遍存在的問題,部分新建路面甚至在通車一兩年后就產(chǎn)生了大量的坑槽、松散等病害,影響道路的使用和舒適度。水是引起水損害的關鍵因素,車輛荷載以及溫度因素會加劇水損害現(xiàn)象的發(fā)生。瀝青混合料作為典型的多孔材料,存在于混合料空隙當中的水在行車載荷的反復作用下形成動水沖刷作用,在荷載的反復作用下,孔隙水的存在會導致瀝青與集料的粘附性降低,產(chǎn)生疲勞破壞。對于季節(jié)性凍土區(qū),冬春交融季節(jié)瀝青混合料內(nèi)部水分反復的凍融也會加速瀝青薄膜的剝離,水損害進一步加劇。開展瀝青路面水損害特性及防治措施研究,對于預防和減輕水損害帶來的經(jīng)濟損失都具有重要的理論及現(xiàn)實意義�；跒r青路面水損害的基本作用機理,綜合考慮車輛荷載引起的動水沖刷作用以及季節(jié)性凍土區(qū)的凍融交替作用,通過室內(nèi)模擬動水沖刷-凍融循環(huán)試驗,結(jié)合微觀結(jié)構分析(CT掃描),對瀝青混合料在水-溫-荷共同作用下的水損害特性進行研究。同時,論文結(jié)合甘肅省路用集料的特性,以目前工程中常用的固態(tài)抗剝落劑水泥、消石灰以及新型抗剝落劑為研究對象,對動水沖刷-凍融循環(huán)累加作用下的抗剝落性能進行評估。通過對連續(xù)密集配AC-13瀝青混合料的動水沖刷-凍融循環(huán)試驗研究,結(jié)果表明:動水沖刷作用會加劇瀝青混合料內(nèi)部細集料的流失,導致瀝青薄膜與集料粘附性的降低;在低溫的凍脹作用下,瀝青混合料的力學性能下降更顯著;動水沖刷作用導致混合料內(nèi)部大量的微開口空隙存留大量水分,并且隨著凍融循環(huán)過程的持續(xù)而不斷的發(fā)生凍脹,產(chǎn)生大量的微裂隙;在動水壓力的反復沖刷作用下,微裂隙逐漸貫通,導致空隙率不斷增大;動水沖刷模式下混合料的凍融損傷模式呈現(xiàn)出典型的臺階狀遞增模式,主要分為快速損傷期,穩(wěn)定損傷期以及加速損傷期三個階段;而靜態(tài)浸水模式則表現(xiàn)為持續(xù)漸進式損傷模式。CT掃描結(jié)果顯示,動水沖刷的機械磨蝕作用會加速瀝青薄膜的剝離,同時,動水沖刷會加速細集料的流失,導致周邊空隙體積增大。通過對添加不同類型抗剝落劑的AC-13類瀝青混合料在動水沖刷-凍融循環(huán)作用下的力學性能分析,結(jié)果表明:在多次凍融循環(huán)過程后,相對于未添加抗剝落劑的瀝青混合料,添加高分子聚合物的瀝青混合料劈裂抗拉強度最高,消石灰類次之,水泥類最小;添加水泥的瀝青混合料對于凍融和動水沖刷的累加作用更敏感,混合料的空隙率和TSR的變化速度最快,添加高分子聚合物的混合料空隙率與TSR變化速度最慢,水穩(wěn)定性能最佳。
【圖文】：

動水沖刷與凍融循環(huán)共同作用下瀝青混合料的水穩(wěn)定研究（①頂蓋②試樣環(huán)③底座④進（出）水閥⑤固定螺桿⑥容器空腔⑦試件⑧平衡系統(tǒng)電磁閥⑨空壓機電磁閥⑩壓力表○11 真空泵電磁閥○12 真空泵○13空壓機○14 計算機控制系統(tǒng)○15 連接線路）圖 2.1 動水沖刷模擬試驗裝置示意圖

圖 2.3 壓力容器裝置圖力模擬加載系統(tǒng)試驗裝置的壓力模擬加載系統(tǒng)由空氣壓縮機、真空泵通路的電磁閥組成�？諌簷C最大可調(diào)壓力為 0.75M 4kW/5.5P。真空泵最大抽氣速率為 6L/s，，極限真空壓高達 180 萬次以上，適合大功率條件下以及頻繁啟工況。壓力表采用全不銹鋼壓力真空表，測量范圍：-泵以及平衡管路的開閉控制均由各通路的電磁閥實現(xiàn)算機控制系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)（圖 2.4）主要由電源系統(tǒng)、保護電源系統(tǒng)主要控制壓力設備以及相應管路電磁閥的電開啟和停止進行操控；控制編碼器采用工業(yè)用 PLC
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U414

【參考文獻】

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1 張苛;張爭奇;;抗剝落劑對瀝青混合料水穩(wěn)定性影響的試驗方法與指標研究[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2015年07期

2 李兆生;譚憶秋;吳思剛;楊福祺;;凍融循環(huán)對瀝青混合料力學性能的影響[J];哈爾濱工程大學學報;2014年03期

3 王聰;馬飛;馬威;李勇;郭榮;;基于車載平臺的車路空氣動力場測量裝置研究[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2014年08期

4 段躍華;張肖寧;李紅杰;苑苗苗;張順先;王輝;;基于CT圖像的粗集料顆粒接觸特性細觀尺度研究[J];建筑材料學報;2011年06期

5 姜旺恒;張肖寧;李智;;瀝青混凝土的動水壓力模擬試驗[J];公路交通科技;2011年10期

6 姜旺恒;張肖寧;李智;;基于動水壓力模擬試驗的瀝青混合料水損壞力學機理[J];中國公路學報;2011年04期

7 敖瑋;;瀝青混合料抗剝落劑的優(yōu)選研究[J];公路交通科技(應用技術版);2011年05期

8 栗培龍;張爭奇;李洪華;王秉綱;;瀝青混合料漢堡車轍試驗條件及評價指標研究[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2011年01期

9 傅香如;汪海年;郝培文;;基于數(shù)字圖像技術的瀝青混合料內(nèi)部集料分布特征[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2010年02期

10 鄭健龍;張洪剛;錢國平;黃慧;;水溫凍融循環(huán)條件下瀝青混合料性能衰變的規(guī)律[J];長沙理工大學學報(自然科學版);2010年01期

本文編號：2658720