介绍: 学科专业:道路与铁道工程 授予学位:博士 学位授予单位:同济大学交通运输工程学院 学位年度: 2005年 随着重载和轮胎压力的与日俱增,沥青路面的早期损坏日益严重,与之息息相关的沥青混合料抗剪性能越来越引起人们的重视。剪切性能是沥青混合料最基本的力学性能,然而在以往的混合料设计方法中没有得到足够的重视;本文对沥青混合料的抗剪性能影响因素和剪切疲劳试验做了研究。 首先,论文详细介绍了一种新的用于评价沥青混合料抗剪性能的试验方法——单轴贯入法,对该方法的可行性、试验条件的确定以及试验数据的处理方法进行了分析和阐述。 其次,从材料、混合料的级配和体积参数以及温度等方面入手,对影响沥青混合料抗剪性能的各种因素进行了分析。研究表明: (1)集料性质尤其是针片状含量显著地来影响混合料的抗剪性能,应该提高对集料针片状颗粒含量的限制。 (2)沥青种类不同,抗剪性能也发生变化。对于密级配,粘度大-、高温稳定性好的沥青会增加混合料的抗剪强度,沥青的粘聚力起主导作用;对于开级配,沥青的作用降低,混合料的抗剪强度不规则变化;最大剪应力处的变形值和沥青的粘温性质有良好的相关性。 (3)混合料的抗剪性能可以很好地评价原材料的品质,进行抗剪性能研究十分必要。 (4)级配显著影响混合料的抗剪性能,在不产生离析的情况下,粗集料的增加会使抗剪强度增大。 (5)不同沥青用量的抗剪试验表明,传统的马歇尔试验确定的最佳油量偏大,将导致混合料抗剪性能的降低。 (6)在30℃-60℃范围内,混合料的抗剪指标和温度有着良好的线性关系,随着温度的增加抗剪性能降低。 (7)采用水中重法测定混合料的空隙率指标稳定程度优于表干法,空隙率指标对混合料的抗剪性能影响很大,进行抗剪试验应保证空隙率波动不大。 然后,本文对沥青混合料的剪切疲劳试验进行了研究。通过不同荷载作用下的剪切疲劳试验,回归得到了几种形式的混合料剪切疲劳方程,对路面的剪切疲劳破坏进行初步的预估;分析了温度、荷载频率和作用时间以及材料等因素对剪切疲劳的影响;阐述了沥青混合料剪切疲劳变形的三阶段规律,给出了模型,说明沥青混合料的剪切疲劳性能可以很好的反映路面的实际状况。 最后,对进一步工作的方向进行了简要的讨论。