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不同添加剂对防滑降噪沥青路面的力学性能影响研究

蒋定良  
【摘要】:作为一种典型的大孔隙沥青路面,防滑降噪沥青混凝土组成的路面具有良好的抗滑、排水、降低行车噪音等性能,成型沥青混合料具备较大的摩擦系数,可以提高雨天行车的安全性。在南方地区多雨条件下具有极广泛的发展前景。因此,研究以湖南地区为代表的南方气候条件下的大孔隙沥青路面具有重大的现实意义和易推广的工程应用前景。本文以湖南省在建的益马高速试验段为背景,在前人研究的基础上,通过对防滑降噪沥青混合料的性能进行改善与优化,从原材料选择、添加剂的选用与配比、混合料的力学和使用性能、实际使用效果等方面进行了比较和分析,提出“在掺加多种添加剂的条件下,沥青混合料的各项性能均能得到提高,通过实验发现在减少沥青掺量至油石比3.9%的情况下,混合料的各项性能没有太多改变。找到了掺入添加剂条件下沥青混合料的最佳配合比。本论文对原材料性质和力学性能进行了实测与评价,根据实测结果及相关经验,提出了在60℃条件下,动力粘度应不低于50KPa·s;且此时磨耗值与压碎值不大于18%,针片状含量不大于10%。结合数理统计中均匀试验的思想,明确了影响防滑降噪沥青混合料的关键筛孔为2.36mm。初拟了同时掺加多种添加剂条件下的级配方案与添加剂添加方案,结合析漏、飞散以及马歇尔稳定度试验确定了不同组合条件下的沥青混合料油石比与添加剂掺入比例。按照添加剂掺入方案分别进行试验,研究沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、排水性能、抗滑稳定性等,发现空隙率与渗透系数存在线性关系。此外,掺入添加剂对沥青混合料的使用性能有极好的改善作用。应用BISAR软件与离散元软件PFC对沥青混混凝土路面进行了力学分析,发现掺加多种添加剂沥青混合料的力学性能具有很好的改善作用。通过试验段(益马高速匝道段)的观测,证明了添加剂联合作用能优化沥青混混凝土路面的使用性能。采用PFC离散元与BISAR软件相结合进行力学分析,有效地提高了计算结果的精确度。


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