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《长安大学》 2002年
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SMA矿料级配及配合比优化设计研究

刘忠根  
【摘要】: SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)我国从20世纪90年代引进以来,在我国得到了较大的发展,由于其良好的耐久性、抗滑性能、高温稳定性和低温抗裂性得到了较好的评价。 本文以长余高速公路路面上面层项目为依托,对SMA混合料的路用性能进行了理论分析、通过对混合料室内试验、优化设计、试验路验证等研究,提出了适合吉林省的SMA级配。通过试验路SMA配合比设计、试验路施工,对SMA配合比设计过程、SMA路面施工管理进行了总结和归纳。 本文从经典理论出发,针对SMA的结构特点,对其高温稳定性、低温抗裂性等路用性能进行了分析,通过分析认为SMA的结构特点使其具有良好的路用性能。在分析各国SMA设计方法的基础上,提出了设计方法上的不足。 在室内试验过程中,采用体积设计法控制混合料为骨架密实结构,采用车辙试验检验混合料的高温稳定性,采用低温弯曲、低温蠕变试验检验混合低温抗裂性能。试验按照如下过程进行:首先对骨料级配进行探索,为了能确定哪一级粗集料对高温稳定性贡献较大。采用单一粒径(即在保证嵌挤的条件下VCA_(DRC)≥VCA_(MIX),粗集料为一种集料),进行了马歇尔试验、车辙试验,根据试验结果分析认为,很难确定哪一级粗集料对高温稳定性贡献更大,还是应该将各级粗集料进行混合综合分析其结果。第二、为了探索填料对骨架形成干涉作用的影响,本文采取2.36~4.75mm一档完全断开的方法,通过马歇尔、车辙试验来研究填料对高温稳定性的影响,试验结果表明,断开该档集料并没有真正达到减少干涉、加强嵌挤作用的目的。第三、对美国、德国等国内外的SMA级配进行了试验,在试验的基础上,通过验证总结,提出了适合吉林省地区的SMA级配。第四、为了确定所提出的级配是否为最优,本文采用均匀设计的优化方法,对骨料级配进行了分析验证,证明提出的级配合理,为最优级配。 在文中探讨了纤维对SMA性能的影响,通过分析试验结果,认为使用纤维吸附沥青在SMA中是不可缺少的。同时,对SBS改性沥青SMA与非改性沥青SMA、SMA与AC和AK进行了高温、低温、疲劳对比试验,试验结果证明,SMA路用性能要好于AC、AK。改性沥青SMA的路用性能要好于非改性沥青SMA。 为了确定SMA在实际工程中的效果,课题修筑了试验路,经过2年多使用证明SMA实际使用效果与试验结果相符,具有良好的路用性能。 通过大量研究、实践证明,本文提出的SMA级配能够满足吉林省高速公路建设的要求,所使用的设计方法可以供相类似工程考虑。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U414

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【引证文献】
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