沥青混合料细集料标准分析-道路与铁道工程专业论文.docxVIP

河北 河北工业大学硕士学位论文 沥 沥青混合料细集料标准研究 PAGE PAGE 11 PAGE PAGE 10 第一章 绪论 §1-1 问题的提出及研究意义 沥青路面相对于水泥混凝土路面而言，其具有平整度良好、防渗、抗滑、耐疲劳性能和抗高温稳定 性，所以目前我国近 9 成的高等级公路都采用沥青混凝土路面。但随着国民经济的快速发展，人类出行 频率的逐渐增大，交通物流业的日益壮大，同时伴随着大型超载车辆的与日俱增，沥青路面在超荷载车 辆反复的碾压下，过早地出现了开裂、推移、泛油、剥落、车辙等病害，故正常维修期便大大的提前。 此外，由于路面的过早的破坏直接影响了车辆的安全运行以及道路投资效益的正常发挥。这些路面损坏 与沥青混合料的原材料特性以及沥青路面施工过程中铺筑材料的离析有很大关系，涉及到沥青路面设计 与施工中的各个环节［5］。因此对沥青混合料原材料质量进行控制，针对不同地区的交通和气候特征确定 适宜的质量控制标准，不仅可以改善沥青混合料的路用性能，提高沥青路面的铺筑质量，而且可以减少 沥青混凝土路面的破坏，从而延长沥青路面的使用寿命，并获得良好的经济效益和社会效益。 集料是混合料的主要构成成分，其在岩性品质和物理力学指标方面的差异，对混合料抗滑特性及其 它路用性能都有很大的影响。根据集料在混合料中的不同作用以及粒径大小的不同，将其分为粗集料和 细集料两部分。粗集料充当着混合料的骨架结构，对于路面的抗滑特性和高温稳定性影响较大；细集料 的主要作用是吸附沥青结合料，填充矿料骨架之间的间隙，增大密实度，对混合料的抗水损能力及耐久 性影响比较显著。不同的细集料由于表面特征、岩性品质方面存在差异，其在混合料中处于不同的受力 状态，在混合料的高温性能中发挥不同的作用［7］。若使用颗粒指数较大的细集料，在混合料中将使颗粒 间的嵌挤力进一步加强，即内摩擦角增加，从而使混合料的抗车辙能力增加。此外，细集料不同，混合 料中各组成部分的分布状态不同，从而表现出不同的低温性能。由于收缩应力的影响，在混合料内部的 集料之间产生拉应力，这时混合料是否发生开裂破坏，将取决于集料同结合料的粘结能力及其允许发生 拉伸变形的范围。 细集料棱角性(FAA)是指未压实细集料的空隙率。在 Superpave 沥青混合料设计体系中，对细集料 棱角性的要求已成为评价细集料质量最重要的依据，国内的行业标准中也已引入细集料棱角性的测试方 法。有关细集料棱角性对沥青混合料高温稳定性的影响国内外已有很多文献论述，但对其他性能影响情 况的研究少之甚少［41］。沥青混合料的“性能”是个综合性的概念，高温稳定性仅是其中较为重要的一 方面，因此，既然将 FAA 作为判定细集料质量的标准，那么仅考虑其对高温稳定性的影响就存在一定 的欠缺，还需研究对其他重要性能的作用情况。 不同级配的集料其内摩擦角是不同的，而内摩擦角的大小与沥青混合料高温稳定性是有关系的。如 果能够找到一种测量内摩擦角的简单方法，且内摩擦角的大小确实与沥青混合料的高温稳定性有很好的 相关关系的话，那么这种试验方法对设计抗高温的沥青混合料集料级配是很有用的。因此，研究适宜的 细集料内摩擦角与沥青混合料性能的关系，提出适宜的质量控制标准，实现资源的有效利用，提高沥青 混合料性能，减少沥青路面的早期破坏有着十分重要的经济意义和社会意义，前景十分广阔。 本文结合唐山承唐高速项目的建设，研究细集料内摩擦角的测定方法及其对细集料质量的影响，建 立细集料质量与沥青混合料性能间的关系，从而提出适应于唐山地区重载交通状况的细集料质量标准及 检验方法。为进行高等级公路的建设，找出有效可行的技术方案。为唐山承唐高速公路沥青路面的设计 及施工质量控制技术提供可靠的技术依据。因此本项研究具有十分重要的使用价值和指导意义。 §1-2 国内外研究现状 近年来，我国高等级公路建设发展迅速。可是，现行的相关技术标准远远落后于当前技术的发展水 平，设计和施工技术规范以及质量评定标准的修订工作严重滞后，新技术、新材料、新结构的推广应用 受到阻碍。在工程中，大多采用公路行业的相关技术标准，在借用过程中，由于缺乏系统性或者由于理 解上存在偏差，实际效果并不能令人满意。随着经济的发展，重载交通运输成为了控制路面结构设计、 材料设计的关键因素，原有的技术成果显然无法满足现实交通的需要，以往的经验已不能有效地指导工 程建设，更不能解决工程中出现的新的技术问题。例如，因半刚性基层开裂导致的一系列路面病害，因 沥青混合料性能差而导致的沥青路面早期病害等。 影响沥青路面破坏的因素十分复杂，外因主要为交通荷载与道路所处地区的自然环境温度。由于缺 乏运输法一类的严格的法律，我国的重载车及超载的情况短期内不可能得到根本的改善，这是客观存在 的事实。内因主要为沥青混合料