论文部分内容阅读
沥青混合料级配离析是沥青路面施工过程中一个严重的问题。级配离析往往导致沥青混合料不符合配合比设计对级配和沥青用量的要求,使得混合料的密度、孔隙率、刚度、抗拉强度、疲劳寿命等指标与设计值有一定差异,进而导致路面更快出现松散、裂缝、疲劳以及车辙等常见破坏。近年,沥青混合料级配离析逐渐成为许多研究普遍关注的问题。然而,采用什么方法以及选择哪些指标来定量评价集料离析并未得到很好的解决。同时,不同程度的离析对沥青混合料力学性质究竟会产生何种影响也成为集料离析研究急待解决的问题。分形是研究自然界中大量存在的统计自相似特性的新的理论工具,在描述和评价一些具有层次连续性、不规则性或随机性等特征的现象方面表现出很强的功能、沥青路面从原材料选择、级配设计直至成型,在诸多体积和性能形态方面都表现出统计自相似性,因此可以借助于分形理论对混合料级配离析进行定量分析。本文对沥青混合料的级配特征具有的分形特征进行挖掘,发现不同分形分维值与混合料级配离析程度之间的关系,并在试验研究和理论分析的基础上提出了矿料级配的分形评价模式。通过实验室内模拟不同离析程度的沥青混合料,包括级配的选择方法,各离析级配沥青含量的确定等。制作马氏试件确定各离析等级混合料的密度,为后续进行的各离析等级混合料的路用性能试验提供依据;给出各种离析混合料的分形分维值计算方法,建立混合料分形分维值与混合料高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性等路用性能的关系。通过对混合料级配离析特征的分析,一方面,以路面表面特性指标———构造深度来反映沥青路面混合料的离析,以级配分形分维值为桥梁,建立路表构造深度与集料级配的关系;另一方面,通过级配分形分维值,建立级配离析混合料分形分维值与级配离析混合料空隙率等参数的关系。应用沥青含量分析仪对不同离析程度的混合料进行燃烧,并针对筛分的各档集料通过率,计算其分形分维值,尝试建立各种程度离析混合料表面构造深度与验证级配分形分维值的关系。最后,从级配稳定的角度对原材料的控制指标提出要求;通过对现有嵌挤密实型混合料设计方法的比较,采用有约束均匀设计法选择粗集料级配,用连续密级配公式确定细集料级配,并按体积设计法原理进行级配的合成和调整;探讨了基于分形理论的防离析级配稳定嵌挤密实型混合料设计方法。