高速公路沥青路面毕业论文(编辑修改稿)

高速公路沥青路面毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

验是了解分析 SMA 混合料构造强度形成的重要手段，为今后寻求国内的 SMA 混合料指出有力的依据。 粗集料多 ，且相互嵌挤是 SMA 具有较高高温稳定性的内在原因。 这样的组成结构与常规比较，具有较大的内摩阻力。 用三轴试验检验 SMA 混合料的内摩阻力，并与密级混合料进行比较。 (4)SMA 混合料劈裂抗拉强度试验 SMA 混合料在规定条件下轴线加荷破坏时的应力（劈裂强度）试验，直接得出垂直变形，在规定温度和力载速率时劈裂破坏的力学性质，这些测试的值将与常规混合料 毕业设计（论文）报告纸 第 5 页 共 24 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 劈裂抗拉强度试验进行比较，从中取得材料的参数，为 SMA 路面结构设计选择力学设计参数，为设计提供数据。 2 SMA原材料的性能分析 SMA 是沥青玛帝脂碎石的缩写， 是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多的填料组成的沥青玛帝脂，填充于间断级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料，简称 SMA。 SMA混合料属于骨架密实结构、具有耐磨抗滑、密实耐久、抗疲劳、抗高温车辙、减少低温开裂等优点。 世界各国在实践中已证明，设计选用合理的路面结构，如果没有优质的原材料和适宜的沥青混合料配合比，也保证不了沥青路面的使用性能。 下面来介绍 SMA原材料的性能。 沥青 沥青的结构 沥青是黑色或暗黑色固体，半固体或粘稠状物，由天然或人工制造而得，主要为高分子 烃类所组成，它们通常可以是气体，液体，半固体或固体，完全溶解于二硫化碳。 沥青是十分复杂的烃类和非烃类的混合物，是石油中相对分子量最大，组成及结构最为复杂的部分。 通常为了分析方便，并使结果能直观地表现路用性能，而将沥青分为几个化学性质比较接近的部分。 一般将沥青分为油分、胶质和沥青质三个组分。 沥青就是以沥青质为胶核，胶质被吸附于其表面，并逐渐向外扩散，形成胶团，胶团再分散于油分中而形成一种胶体结构的物质。 沥青是一种极为复杂的有机化合物，对其各组分的化学结构已做了不少的研究工作。 一般认为，油质和蜡主要是由一些 直链烷烃所组成，这些直链烷烃又带有不同长短的侧链，有时在主链的链端还有不同数量的芳核。 在道路中理想的沥青应是低温时有柔韧性不脆裂，高温时抗永久变形能力大。 但是由于沥青的复杂组成结构，使沥青具有复杂的力学形态。 低温时，沥青既硬又脆，这时它呈玻璃态，温度升到一定时，它开始变软而呈粘弹性状态，温度继续升高而呈现粘流态。 沥青的这种随着温度升高而呈现的脆性 — 粘弹 — 粘流态的转化情况，影响了它的路用性。 使其低温易裂，高温易产生永久变形。 毕业设计（论文）报告纸 第 6 页 共 24 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 沥青的技术性能 沥青的粘结性：沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互 位移的抵抗剪切变形的能力。 沥青材料作为路面结合料，首先的技术性质是粘结性，它是指沥青材料在外力的作用下，沥青粒子产生相互位移时抵抗变形的性能。 沥青的感温性：沥青是复的杂的胶体结构，粘度随温度的不同而产生明显的变化，这种粘度随温度变化的感应性称为感温性。 它是决定沥青使用时的工作性以致应用于路面中的服务性的重要指标。 沥青粘附性：沥青材料的主要功能之一，沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性。 沥青与集料粘附的基本机理是一个复杂的物理 — 化学过程。 目前对于沥青与集料的粘附性机理的解释主要是： 表面能理论、极性理论和表面构造理论等。 干燥的石料，在室温条件下，容易被沥青所润温，亦即沥青薄膜可以再在石料表面铺展为薄层。 但是沥青薄膜在石料表面铺展后，当遇水时，水对沥青的置换作用，可使沥青膜薄自集料表面剥落下来。 沥青的低温性能：沥青的低温性能与沥青路面的低温抗裂性有密切的关系，沥青的低温延性与低温脆性是重要的性能，多以沥青的低温延度试验和脆点试验来表征。 沥青的耐久性：沥青在使用过程中受到加热，拌和，摊铺，辗压，交通荷载以及自然因素的作用，而使沥青发生一系列的物理化学变化。 逐渐改变了其原有的性能 而变硬变脆，称为老化。 沥青路面应有较长的使用年限，因此要求沥青材料有较好的抗老化性。 沥青的技术指标 试验所用的沥青混合料技术指标结果如下所示： SBS改性沥青技术性能指标检验结果如表 1所示。 SBS改性沥青技术指标试验结果 表 1 检 测 项 目 技术要求 检测结果 软化点（环球法） （ ℃ ） ≥75 68 延度， 5cm/min ， 5℃ （ cm） ≥30 针入度 100g， 5s， 25℃ （ 1/10mm） 40～ 60 旋转薄膜加热试验 163℃ ， 85min 延度 5cm/min， 5℃ （ cm） ≥20 针入度比 （ %） 70 损失量 （ %） ≤ 相对密度 实测 静放离析软化点差 163℃ 48h （ ℃ ） ≤ 运动粘度 135℃ （ ） ≤3 毕业设计（论文）报告纸 第 7 页 共 24 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 溶解度 （ %） ≥ 闪点 （开口式） （ ℃ ） ≥230 287 弹性恢复 25℃ （ %） ≥80 94 基质沥青技术性能指标检验结果如表 2所示。 基质沥青技术指标试验结果 表 2 检 测 项 目 单 位 检 测 结 果 规范要求 针入度（ 25℃,5s,100g ） 60~70 软化点 ( Ramp。 B ) ℃ ≦46 15℃ 延度（ 5cm/min） cm 100 ≦100 60℃ 动力粘度 264 ≦180 闪点 ℃ 278 ≦260 溶解度 (三氯乙烯 ) % ≦ 相对密度 25℃/25℃ / 蜡含量 % ≧ 旋转薄膜加热试验 163℃ ， 5h 质量损失 % ≧177。 残留针入度比 % ≦65 10℃ 残留延度（ 5cm/min） cm 8 ≦6 纤维素纤维 SMA混合料中的常用纤维材料有：木质素纤维，矿物纤维，晴纶纤维，涤纶纤维，玻璃纤维 等聚合物化学纤维。 纤维在 SMA混合料中作用是吸油，稳定，增强，并提高 SMA混合料高温下的抗剪强度。 选择纤维时主要应考虑其吸油性，耐热性，与沥青的粘附性等指标。 纤维素纤维的化学结构 纤维素是一种在自然界里经常能取得的有机化合物。 通过化学分解，木质素和大部分半纤维素被分解之后，惰性最大的大分子 —— 纤维素留下来了。 其经验分子式为： （ C6H10O5） n n 大多数情况下约为 1000。 结构式：（ n 大多数情况下约为 500）单独大分子联接在一起形成一个长链结构的纤维素（ ARBOCEL）。 纤维 素的化学性能 SMA 沥青混合料所掺的纤维素（ ARBOCEL ZZ8/1 和 VIATOP）其物理化学性能为： 毕业设计（论文）报告纸 第 8 页 共 24 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ PH 值 177。 1 （呈中性偏碱） 松散密度 25～ 30g/l 最大的纤维长度 约 5000μ m 平均纤维长度 约 1100μ m 平均纤维厚度 约 45μ m 在国外不考虑石料的酸碱性问题，因为纤维素偏碱性，因此掺加纤维素的沥青能与酸性石料较好结合。 根据工艺过程的长短，最高工艺温度为 250℃，正常的摊铺温度则可高达 200℃；在正常的条件下能抗各种溶剂、酸、碱。 纤维素的颜色呈灰色的、细原纤维、长纤维的纤维素对生理无害的，对环境没有污染。 纤维素纤维试验结果 为了在 SMA 中更好地吸附沥青与矿粉，可掺加纤维使之在混合料中发挥加筋作用，使沥青与矿粉能更好分散，不易成为胶团，而具有增粘作用。 SMA 混合料开发初期并不采用稳定剂，但由于沥青胶浆的滴漏与混合料的离析，阻碍了 SMA 的广泛应用，后来采用了矿物纤维作为沥青稳定材料，使性能得到改善，后来相继开发各种纤维使 SMA 的应用得以推广，木质素纤维被认为是最优选择。 所 以本次试验为 絮状木质素纤维 ，其 相对密度为。 检测结果列于表 7。 木质素纤维试验结果 表 7 指 标 单 位 技术要求 试验结果 灰分含量 % 18177。 5 PH值 / 177。 1 吸油率 ,不小于 / 纤维质量的 5倍 含水量（以质量计），不大于 % 5 集料 集料 是由不同粒径矿质颗粒组成的混合物，它包括各种天然砂、人工砂、乱石和碎石，以及各类工业冶金矿渣。 集料按其粒径范围分为粗集料和细集料。 在沥青 混合料中，粗集料是指粒径大于 以上的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等；粒径小于 5mm 者称为细集料。 粗 、细集料在混合物中分别起骨架和填充的作用。 毕业设计（论文）报告纸 第 9 页 共 24 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 粗集料 沥青与集料粘附性的优劣，决定着沥青路面的使用寿命。 若粘附性很差，通车后不久路面就会出现大面积毁坏，所以选用石料时，特别应作。