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论文围绕着级配设计这个核心,对骨架密实结构沥青混合料进行了全面的
研究。从目前看,基于性能考虑及采用体积设计法已成为混合料级配设计的主
流趋势,因此,,论文对于骨架密实结构沥青混合料的级配设计的研究思路是:
①基于性能考虑,即以级配形式(骨架密实结构形成状况)对沥青混合料的路
用性能的影响为出发点,来指导其混合料的级配设计;②以体积设计法进行骨
架密实结构沥青混合料的设计,即先对混合料的粗骨架进行设计,再进行混合
料的骨架密实结构的检验。
论文研究是建立大量室内试验研究基础上的,其研究路线从试验设计角度
看可分为全面设计和正交设计,从试验类别看可分为基础性能试验、高温及水
稳性能试验。
通过这些试验,论文对骨架密实结构沥青混合料得出了以下基本结论:
1.基于全面设计的APA试验,得出车辙深度与空隙率大致呈指数关系。
2.级配对混合料的高温稳定性至关重要。关键筛孔中2.36mm一档含量与
混合料的高温稳定性密切相关,总体上可认为混合料级配的高温稳定性
随着2.36mm一档的增加而降低。而粗集料含量与高温稳定性的关系则
较复杂,不能简单地认为粗集料含量越多,其高温稳定性就越好。粗集
料含量多有利也有弊,利是其能提供较好的骨架结构,弊是其受撑开度
影响大从而变异性大。其关键都在混合料是否形成了良好的骨架密实结
构;
3.是否形成骨架密实结构对混合料的高温稳定性有显著影响,当混合料级
配类型由细变粗时,这种影响越加明显;
4.现行的SMA骨架形成判断标准因未充分考虑填充料对骨料的干涉作用
而显得不够完善。基于此,论文提出了骨架密实度与骨架撑开度的两个
新的参数,并应用于骨架密实结构沥青混合料的研究中,提出了对骨架
密实结构采用双标准检验的概念;
5.在高温稳定性评价指标方面:①APA试验中的永久变形与车辙试验中绝
对变形之间可转化,但当级配类型较粗时,这种转化关系不明显。②车
辙试验中相对变形与动稳定度相比:用相对变形或动稳定度来评价混合
料的高温稳定性都是可以的,但就两者与空隙率相关性角度来说,动稳
定度指标比相对变形更好些;
6.水稳性研究方面:试件在25℃下的劈裂强度值可作为评价其高温稳定
性的一个辅助参数;正交分析与灰熵分析均表明:对于劈裂强度的影响
来说,粗集料部分的级配组成比细集料部分的级配组成更加重要;
7.试验设计及分析方法对比方面:①APA试验方法中试件成型应采用何种
控制模式值得作进一步地探讨研究;②全面设计较正交设计的结果可信
度更大,但试验量大,研究范围受限;③灰熵分析不能考虑因子间交互
作用的影响,且受考察参数的变化范围影响。因此,当所考察的因子间
是相互独立或交互作用较小时,两种分析方法所得结论有一致性,否则
应以正交分析结果为准;
最后,基于以上研究成果,同时借鉴吸收国内外已有的研究成果,论文提
出了一种新的级配设计方法,该方法的基本思路为:以贝雷法球形模型假设理
论及粒子干涉理论为基础,借鉴Superpave级配设计方法中设立禁区、及SAC
级配设计中联立方程组的思想来确定级配,以论文提出的双标准方法对混合料
骨架结构状况进行检验,由此设计出的沥青混合料将具有较好骨架密实结构,
从而具有良好综合路用性能。
关键词:骨架密实结构,级配,路用性能,全面试验设计,正交试验设计,灰关联熵分析