橡膠顆粒瀝青路面結(jié)構(gòu)及破冰性能研究.pdf

1、冬季降雪使許多公路與城市道路出現(xiàn)嚴(yán)重的積雪結(jié)冰問題，路面結(jié)冰不僅影響行車安全，同時(shí)也降低了道路的通行能力和運(yùn)輸效率，給中國(guó)道路安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了嚴(yán)重的影響。橡膠顆粒瀝青路面具有高彈性，在外界車輛荷載作用下瀝青路面產(chǎn)生集中應(yīng)力來破除表面冰雪，從而很好的改善了道路路面積雪結(jié)冰的情況并為解決此問題提供了新的方法。但是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)橡膠顆?；旌狭系钠茐臋C(jī)理，除冰雪能力以及適用于橡膠顆?；旌狭系某访娼Y(jié)構(gòu)等方面的研究尚且不足，本論文對(duì)以上幾方面

2、有針對(duì)性的展開分析研究。
　?、傧鹉z顆粒瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)及性能研究。本論文針對(duì)橡膠顆粒瀝青混合料提出了優(yōu)化后的主骨料嵌擠的時(shí)體積設(shè)計(jì)法，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了混合料的路用性能。發(fā)現(xiàn)隨著橡膠顆粒摻量從0％到3％的增加，橡膠顆粒瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性都在不斷提升，但是水穩(wěn)定性和抗飛散性卻在不斷下降，但是仍然滿足規(guī)范的使用要求。
　?、诨陔x散元法的橡膠顆粒瀝青混合料的細(xì)觀分析。建立混合料的離散元模型，從細(xì)觀出發(fā)，計(jì)算連

3、續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配橡膠顆粒瀝青混合料在外界荷載作用下力學(xué)與變形特點(diǎn)，從細(xì)觀的角度去尋找橡膠顆粒瀝青路表面易發(fā)生破散的根本原因。研究發(fā)現(xiàn)，在外界荷載作用下，連續(xù)級(jí)配橡膠顆粒瀝青混合料的承載力要弱于間斷級(jí)配橡膠顆粒瀝青混合料，但是變形卻要大于間斷型級(jí)配。另外也利用離散元模型從混合料內(nèi)部將橡膠顆粒瀝青路面的破壞機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，在車輪的交替荷載作用下橡膠顆粒的變形使得石料間位置發(fā)生較大錯(cuò)動(dòng)，在橡膠顆粒周圍形成薄弱的接觸界面，原有混合料的骨架

4、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。橡膠顆粒周圍的石料與瀝青的粘附力下降最終發(fā)生剝落現(xiàn)象。
　?、巯鹉z顆粒瀝青除冰路面結(jié)構(gòu)研究。本論文對(duì)橡膠顆粒瀝青路面的結(jié)構(gòu)層進(jìn)行研究分析后確定了四種具有代表性的瀝青路面結(jié)構(gòu)，并建立路面結(jié)構(gòu)的有限元模型，分析了冰層在不同路面結(jié)構(gòu)下的力學(xué)荷載響應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)在橡膠顆粒-16作為上面層，AC-20中粒式瀝青混凝土作為中面層，AC-25粗粒式瀝青混泥土作下面層，水泥穩(wěn)定碎石作基層，水泥穩(wěn)定砂礫作底基層這種瀝青路面結(jié)構(gòu)下冰層受到

5、的等效應(yīng)力最大，除冰性能最好。
　?、芟鹉z顆粒瀝青混合料破冰能力和效果研究。分別成型橡膠顆粒摻量0％，1％，2％，3％的瀝青混合料試件，在室內(nèi)破冰試驗(yàn)儀器作用下測(cè)試試件表面在不同溫度和碾壓次數(shù)條件下的擺值(BPN)。采用BPN加權(quán)平均回升量與BPN平均回升率指標(biāo)去定量描述混合料的破冰能力，發(fā)現(xiàn)隨著橡膠顆粒摻量的增加其破冰能力也在增強(qiáng)，當(dāng)摻量在3％時(shí)破冰效果最好。另外隨著溫度的下降其破冰的能力也在下降，當(dāng)溫度下降到-8℃時(shí)將失去破冰