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基于融雪化冰及自愈合功能的磨耗层材料制备与性能研究

养护、自愈合及融雪化冰等功能型材料可延长道路使用寿命、保障交通安全畅通,已成为当今道路材料领域的研究热点,然而,目前的功能型路面材料往往聚焦于解决单一的问题,同时存在成本较高等问题,制约了其应用与发展。本文提出了以AC-5和SMA-5沥青混合料为基础,在其中加入钢纤维和钢渣进行功能化改性,制备出兼具养护、自愈合及融雪化冰功能的磨耗层材料,对其路用性能、热学性能、融雪化冰性能及自愈合性能进行了研究,同时对钢渣的电磁感应加热机理进行了理论分析。通过研究与分析,获得了以下结论:功能型磨耗层材料的设计及制备研究结果表明,磨耗层材料的空隙率与矿料间隙率均随着磨耗层材料中钢纤维掺量的增加而增大,但随着钢渣的掺入而降低。当AC-5与SMA-5沥青混合料的钢纤维掺量分别为1%与2%时,这两种沥青混合料的体积参数、水稳定性及马歇尔稳定度等性能指标均满足规程的要求。SMA-5沥青混合料的抗滑性能优于AC-5沥青混合料,但其层间抗剪切性能相对较低。钢  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

沥青混合料骨架填充体系细观结构及应力应变传递机制研究

沥青混合料是由集料、沥青、矿粉和添加剂等组成的多相复合材料,复杂的材料组成导致荷载作用下产生复杂的破坏类型。传统宏观尺度经验性评价方法难以获取沥青混合料内部材料分布状态,以及荷载作用下应力应变传递机制,因此,无法从机理上揭示沥青混合料的破坏机理。细观尺度的研究方法和测试手段,包括颗粒堆积理论、数字图像处理技术和工业CT等,为研究沥青混合料细观结构及应力应变传递机制提供新的思路。在细观尺度上,沥青混合料包括形成骨架的集料和填充骨架之间空隙的砂浆,即骨架填充体系。以沥青混合料骨架填充体系为研究对象,采用细观尺度的研究方法,提出了骨架填充体系评价方法,开发了细观结构识别及提取算法,分析了骨架填充状态对细观结构的影响,揭示了骨架填充体系应变场分布规律,以及集料砂浆接触力传递机制。具体研究内容及成果如下:根据集料在沥青混合料中的骨架填充作用,提出了集料颗粒分级方法,确定了主骨架颗粒、干涉颗粒和填充颗粒的粒径范围。通过CPM模型计算多级颗粒...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
东南大学

多孔沥青混合料强度机理及其多场耦合作用下的衰减过程

多孔沥青混合料属于开级配大空隙沥青混合料,空隙率最大可达22%~25%,具有提高行车安全、消除路表径流、降低噪音等突出的优势。由于多孔沥青混合料的特殊结构特性,且多孔沥青混合料在复杂的多场耦合作用下工作,其强度机理和性能与传统密级配沥青混合料大不相同。因此,本文针对最大公称粒径为13.2mm的多孔沥青混合料(PAC-13)的强度机理及其多场耦合作用下的破坏过程进行研究。首先,本文对多孔沥青混合料的压实特性进行研究,自行开发了多向渗透系数仪,测得多孔沥青混合料的综合、竖向和横向渗透系数,更加全面的评价其渗透性能。基于平衡渗透性能、骨架结构和耐久性,确定了多孔沥青混合料的设计压实次数为45~75次。其次,基于摩尔-库伦强度理论和三轴压缩试验对多孔沥青混合料的粘结力c和内摩阻角φ进行分析,并采用自行设计的骨架贯入试验、沥青粘结强度试验(BBS)和胶浆砂浆粘聚/粘结强度试验(MBBS)对骨架强度、粘结强度和粘聚强度进行分析,阐述多孔沥青...  (本文共180页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

基于细观力学性能的抗裂型沥青混合料研究

经过近四十年的努力,我国基本上解决了以半刚性基层沥青路面为典型结构的承载能力问题。然而,裂缝问题仍然是导致沥青路面早期损坏和大中修的主要原因之一。以广东为例,大量的路况调查数据显示,PCI下降的主要贡献来自于裂缝,其比例占病害类型的85%~95%。这些裂缝又主要以近似固定间距的横向裂缝(半刚性基层反射裂缝)和少量的Top-down裂缝为主。道路工程界曾试图以改性沥青(上中面层)或添加纤维、橡胶等方式降低路面的开裂率,由于要兼顾车辙和抗滑等问题,虽然增加了工程造价但改善路面开裂的效果并不显著。基于上述背景,研究沥青混合料的材料构成、性能与路面结构的基础关系,通过材料与结构的一体化设计,根据结构需求开发具有优良抗裂性能的“功能型”沥青混合料,对于延长路面大中修周期,降低路面的养护维修成本具有重要意义。本文以离散元分析和数字图像处理为研究手段,以沥青混合料各组分细观特性为研究主线,从细观角度对沥青混合料的断裂特性进行分析,揭示级配、集...  (本文共249页) 本文目录 | 阅读全文>>

《粉煤灰综合利用》2020年06期
粉煤灰综合利用

沥青混合料动态模量预测模型构建研究

沥青混合料作为当前高速公路路面铺设主要材料,其性能的高低会直接影响到高速公路的使用性能与使用寿命,因此对沥青混合料的性能进行分析和研究是十分有必要的。鉴于此,此次研究以动态模量为基础,构建一个沥青混合料动态模量预测模型。通过建立沥青混合料动态模量预测模型,对沥青混合料在不同参数比下的性能进行...  (本文共6页) 阅读全文>>

《硅酸盐通报》2020年12期
硅酸盐通报

不同类型高模量沥青混合料抗剪性能研究

为了研究不同类型高模量沥青混合料抗剪性能,利用Superpave剪切试验机并按恒高度频率扫描试验(FSCH)方法测得了EME2沥青混合料和AC-20沥青混合料的复数剪切模量及相位角,根据时间-温度等效原理,利用非线性最小二乘法拟合得到了参考温度下的复数剪切模量主曲线,预测了...  (本文共8页) 阅读全文>>