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沥青混合料离析特征判别与控制方法的研究

彭余华  
【摘要】:沥青路面是我国公路路面结构的主要型式。沥青混合料在施工过程中的离析是造成沥青路面早期损坏的主要原因之一。近几年来,国内外许多研究机构针对公称最大粒径较大的沥青混合料在施工过程中产生的离析问题开展了多方面的研究,但总的看来,这些研究具有较大的局限性。全面系统地分析离析沥青混合料的技术特征,深入揭示沥青混合料发生离析的成因,减少沥青混合料在施工过程中发生离析的程度,有效保证沥青路面的整体均匀性,成为目前研究工作的当务之急。 本研究从沥青混合料的设计、沥青混合料的生产过程和沥青混合料的现场摊铺等阶段对多项实体工程进行了分析和现场施工过程调查,研究了沥青混合料产生集料离析和温度离析的成因;利用无核密度仪PQI等先进路面检测设备测定了沥青面层的密度值,并与路面芯样密度值进行对比,论证了PQI用于快速测定沥青面层压实度的可行性和可靠性;应用数理统计的方法,对大量现场试验数据进行了分析并借鉴国内外的相关研究方法,结合室内试验,研究了不同程度集料离析的沥青面层的技术特性,其中包括构造深度、密度、空隙率、油石比、级配等,在此基础上提出了沥青混合料集料离析的分类标准;利用红外成像技术对沥青混合料的温度离析进行了观察和研究,根据摊铺后沥青面层温度差别的多种表现形式,分析了温度差别对沥青路面质量的影响,并揭示了其中规律,发现建立统一的温度离析施工控制标准是不适宜的。 本文研究了在整个沥青混合料设计和施工过程中,如何有效减小沥青混合料产生两类离析的程度,其中包括沥青混合料的类型选择、沥青混合料的级配设计、原材料的选取、原材料的生产、原材料的管理、沥青混合料的生产、沥青混合料的运输和装卸、摊铺机的工作参数、摊铺工艺、碾压工艺等,在此基础上提出了多项技术控制措施,并通过工程实例论证了沥青混合料转运车对改善沥青混合料的集料离析和温度离析均具有较好地改善作用。 基于现代产品质量的验收方式,应用质量控制和质量保证体系(QC/QA)的原理,提出了应对路面质量缺陷进行支付调节的理论和模型;针对沥青路面存在不同程度离析的状况,提出了离析率的计算方法和验收离析率的概念,并建立了路面验收离析率与支付调节的关系;从保证施工质量和施工管理角度,提出了实施费用调整的方法。此外,提出了解决已离析路面的处理措施,以改善沥青路面的使用功能。 本研究工作力求完善并改进我国沥青路面的施工技术标准体系,提高我国沥青面层施工质量的均匀性,减少沥青路面的早期损坏,降低后期路面养护费用水平,为减轻沥青路面建设过程中产生的沥青混合料离析问题提供一套完整的解决方法。


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