【摘要】：水損害是目前高速公路瀝青路面使用中普遍存在的問題,部分新建路面甚至在通車一兩年后就產(chǎn)生了大量的坑槽、松散等病害,影響道路的使用和舒適度。水是引起水損害的關(guān)鍵因素,車輛荷載以及溫度因素會(huì)加劇水損害現(xiàn)象的發(fā)生。瀝青混合料作為典型的多孔材料,存在于混合料空隙當(dāng)中的水在行車載荷的反復(fù)作用下形成動(dòng)水沖刷作用,在荷載的反復(fù)作用下,孔隙水的存在會(huì)導(dǎo)致瀝青與集料的粘附性降低,產(chǎn)生疲勞破壞。對(duì)于季節(jié)性凍土區(qū),冬春交融季節(jié)瀝青混合料內(nèi)部水分反復(fù)的凍融也會(huì)加速瀝青薄膜的剝離,水損害進(jìn)一步加劇。開展瀝青路面水損害特性及防治措施研究,對(duì)于預(yù)防和減輕水損害帶來的經(jīng)濟(jì)損失都具有重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義�；跒r青路面水損害的基本作用機(jī)理,綜合考慮車輛荷載引起的動(dòng)水沖刷作用以及季節(jié)性凍土區(qū)的凍融交替作用,通過室內(nèi)模擬動(dòng)水沖刷-凍融循環(huán)試驗(yàn),結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)分析(CT掃描),對(duì)瀝青混合料在水-溫-荷共同作用下的水損害特性進(jìn)行研究。同時(shí),論文結(jié)合甘肅省路用集料的特性,以目前工程中常用的固態(tài)抗剝落劑水泥、消石灰以及新型抗剝落劑為研究對(duì)象,對(duì)動(dòng)水沖刷-凍融循環(huán)累加作用下的抗剝落性能進(jìn)行評(píng)估。通過對(duì)連續(xù)密集配AC-13瀝青混合料的動(dòng)水沖刷-凍融循環(huán)試驗(yàn)研究,結(jié)果表明:動(dòng)水沖刷作用會(huì)加劇瀝青混合料內(nèi)部細(xì)集料的流失,導(dǎo)致瀝青薄膜與集料粘附性的降低;在低溫的凍脹作用下,瀝青混合料的力學(xué)性能下降更顯著;動(dòng)水沖刷作用導(dǎo)致混合料內(nèi)部大量的微開口空隙存留大量水分,并且隨著凍融循環(huán)過程的持續(xù)而不斷的發(fā)生凍脹,產(chǎn)生大量的微裂隙;在動(dòng)水壓力的反復(fù)沖刷作用下,微裂隙逐漸貫通,導(dǎo)致空隙率不斷增大;動(dòng)水沖刷模式下混合料的凍融損傷模式呈現(xiàn)出典型的臺(tái)階狀遞增模式,主要分為快速損傷期,穩(wěn)定損傷期以及加速損傷期三個(gè)階段;而靜態(tài)浸水模式則表現(xiàn)為持續(xù)漸進(jìn)式損傷模式。CT掃描結(jié)果顯示,動(dòng)水沖刷的機(jī)械磨蝕作用會(huì)加速瀝青薄膜的剝離,同時(shí),動(dòng)水沖刷會(huì)加速細(xì)集料的流失,導(dǎo)致周邊空隙體積增大。通過對(duì)添加不同類型抗剝落劑的AC-13類瀝青混合料在動(dòng)水沖刷-凍融循環(huán)作用下的力學(xué)性能分析,結(jié)果表明:在多次凍融循環(huán)過程后,相對(duì)于未添加抗剝落劑的瀝青混合料,添加高分子聚合物的瀝青混合料劈裂抗拉強(qiáng)度最高,消石灰類次之,水泥類最小;添加水泥的瀝青混合料對(duì)于凍融和動(dòng)水沖刷的累加作用更敏感,混合料的空隙率和TSR的變化速度最快,添加高分子聚合物的混合料空隙率與TSR變化速度最慢,水穩(wěn)定性能最佳。
【圖文】：

動(dòng)水沖刷與凍融循環(huán)共同作用下瀝青混合料的水穩(wěn)定研究（①頂蓋②試樣環(huán)③底座④進(jìn)（出）水閥⑤固定螺桿⑥容器空腔⑦試件⑧平衡系統(tǒng)電磁閥⑨空壓機(jī)電磁閥⑩壓力表○11 真空泵電磁閥○12 真空泵○13空壓機(jī)○14 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)○15 連接線路）圖 2.1 動(dòng)水沖刷模擬試驗(yàn)裝置示意圖

圖 2.3 壓力容器裝置圖力模擬加載系統(tǒng)試驗(yàn)裝置的壓力模擬加載系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、真空泵通路的電磁閥組成�？諌簷C(jī)最大可調(diào)壓力為 0.75M 4kW/5.5P。真空泵最大抽氣速率為 6L/s，，極限真空壓高達(dá) 180 萬次以上，適合大功率條件下以及頻繁啟工況。壓力表采用全不銹鋼壓力真空表，測量范圍：-泵以及平衡管路的開閉控制均由各通路的電磁閥實(shí)現(xiàn)算機(jī)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（圖 2.4）主要由電源系統(tǒng)、保護(hù)電源系統(tǒng)主要控制壓力設(shè)備以及相應(yīng)管路電磁閥的電開啟和停止進(jìn)行操控；控制編碼器采用工業(yè)用 PLC
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2658720