目前,我國瀝青混合料的設(shè)計普遍使用馬歇爾設(shè)計法,該方法對于不同級配類型的瀝青混合料均采用統(tǒng)一的設(shè)計擊實次數(shù)(雙面75次或50次),相當(dāng)于統(tǒng)一了設(shè)計擊實功。大量工程實踐證明,對于不同種類的瀝青混合料,施工壓實時均表現(xiàn)出不一樣的壓實特性,無法與統(tǒng)一的設(shè)計擊實功相匹配;美國Superpave設(shè)計方法提出了以密實度96%作為體積控制指標(biāo),并使設(shè)計壓實功可以根據(jù)交通量進行調(diào)整,但應(yīng)用此設(shè)計方法建成的試驗路段仍存在較常見的車轍、光面、泛油等病害,無法很好地克服傳統(tǒng)設(shè)計方法的不足。上述兩種設(shè)計方法,其實質(zhì)都是遵循“體積設(shè)計,性能驗證”思想,而忽略了一個重要的問題:所設(shè)計的瀝青混合料是否已經(jīng)達到其最穩(wěn)定狀態(tài)。針對上述問題,本研究選取了5種典型的級配類型(GAC、SUPERPAVE、SAC、SMA、OGFC)作為研究對象,首先按馬歇爾設(shè)計法確定最佳油石比,再通過旋轉(zhuǎn)壓實法獲得壓實全過程密度曲線,并結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)對混合料壓實全過程宏觀體積參數(shù)與細觀結(jié)構(gòu)信息的變化趨勢進行分析,得到以下研究成果:1、基于密度曲線與VCA_(mix)曲線,評價混合料達到馬歇爾設(shè)計密度時是否處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果表明:除SMA混合料,其余4種混合料達到馬歇爾設(shè)計密度時均未處于相應(yīng)密實度最穩(wěn)定狀態(tài);除SUPERPAVE混合料,其余4種混合料VCA_(mix)在壓實初期已經(jīng)小于VCA_(DRC)指標(biāo),粗集料形成骨架判據(jù)VCA_(mix)≤VCA_(DRC)并不能較好地評價混合料是否達到穩(wěn)定狀態(tài)。2、基于能量指數(shù)概念,對5種混合料壓實特性進行對比分析。結(jié)果表明:混合料施工階段可壓性O(shè)GFCGACSUPERPAVESACSMA,交通階段耐久性SMASUPERPAVESACGAC;統(tǒng)一的設(shè)計擊實功無法與混合料的壓實特性相匹配,設(shè)計擊實功應(yīng)針對不同級配類型進行調(diào)整。3、基于數(shù)字圖像處理技術(shù),選取不同計算參數(shù)計算出接觸點數(shù)量曲線,與密度曲線進行相關(guān)性對比。結(jié)果表明:接觸點數(shù)量曲線與由表干法測得的密度曲線相關(guān)性較好,最小計算粒徑取值為2.36mm、接觸閾值取值為0.5428mm時相關(guān)性最優(yōu),推薦在計算集料接觸信息時使用此計算參數(shù)組合。4、基于數(shù)字圖像處理技術(shù),對混合料壓實全過程細觀結(jié)構(gòu)信息的變化趨勢進行對比,提出混合料達到穩(wěn)定狀態(tài)的主要特征。結(jié)果表明:接觸點數(shù)量曲線可分為3個階段(快速增長階段、穩(wěn)定階段、再增長階段),其中GAC、SAC、SMA混合料穩(wěn)定階段的接觸點數(shù)量與搗實狀態(tài)下接觸點數(shù)量在數(shù)值上有較好的相關(guān)性;集料傾角在壓實初期已經(jīng)達到穩(wěn)定狀態(tài),集料種類與壓實方法是影響集料傾角的主要因素;密實度與接觸點數(shù)量可以結(jié)合作為瀝青混合料穩(wěn)定狀態(tài)的控制參數(shù)。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U414
【部分圖文】：

2.2.1 級配選擇根據(jù)各檔礦料含量的不同，瀝青混合料的主流結(jié)構(gòu)可分為以下三類[64]：a) 密實-懸浮結(jié)構(gòu)：此類混合料的礦料級配通常為連續(xù)式密級配，次級集料主要用于填充前級集料的空隙，而細集料與瀝青形成瀝青膠漿將各級集料分隔，結(jié)構(gòu)上粗集料不互相嵌擠，懸浮在瀝青膠漿中，一般具有較大的密度。此類型混合料典型代表為 AC型瀝青混合料；b) 骨架-空隙結(jié)構(gòu)：此類混合料的礦料級配通常為間斷式開級配，粗集料含量高，細集料含量很低，結(jié)構(gòu)上粗集料壓實后能互相嵌鎖形成骨架，由于缺少細集料骨架之前存在較多空隙，因此密度相對較小。此類型混合料典型代表為 OGFC 型瀝青混合料；c) 骨架-密實結(jié)構(gòu)：此類混合料的礦料級配通常為間斷式密級配，粗集料含量高，瀝青含量較大，結(jié)構(gòu)上粗集料壓實后能互相嵌鎖形成骨架，細集料與瀝青形成瀝青膠漿填充于骨架之間，因此空隙率較小。此類型混合料典型代表為 SMA 型瀝青混合料。以上三種結(jié)構(gòu)的混合料由于骨架結(jié)構(gòu)、集料接觸特性等不同，導(dǎo)致它們在壓實特性上有顯著差別。三種類型混合料結(jié)構(gòu)例圖如下圖（2-1）所示：

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文表 2-4 所選級配各檔集料通過率Table 2-4 The selected grade grading aggregate passing rate通過下列篩孔（mm）的質(zhì)量百分率（16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0100 97.5 65 34.5 25 18.5 12.5 9 100 95 75 45 32 22 15 100 100 69 31.5 25 20 16 1100 95 65 25 20 18 16 100 95 74 23 15 12 9 6級配曲線如下圖（2-2）所示：

基于密度曲線與細觀結(jié)構(gòu)的瀝青混合料穩(wěn)定狀態(tài)研究在試驗溫度恒溫 90min 后開動粘度計，觀察粘度變化。當(dāng)小數(shù)點后面 2 位數(shù)讀后，每隔 60s 讀數(shù) 1 次，以連續(xù) 3 次讀數(shù)平均值作為測定值。測定瀝青在 135 和 175 的表觀粘度，在半對數(shù)圖上繪制粘溫曲線。試驗所使用儀器為美國 Brookfield DV-II HA 型旋轉(zhuǎn)粘度計，如下圖（2-3）所示，果如圖（2-4）所示：
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本文編號：2878523