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西非地区硬质沥青及其混合料性能与关键指标研究

西非地区硬质沥青及其混合料性能与关键指标研究

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作者：查争晖华南理工大学

学位级别：硕士

随着“一带一路”国家战略的逐步推进,我国对西非地区道路援建项目逐渐增多,国内对西非地区国家的沥青路面结构形式和材料标准体系的研究愈加重视。中国经过近三十年的道路建设的快速发展,逐渐形成了中国特色的沥青路面标准体系,可供西... 详细信息

随着“一带一路”国家战略的逐步推进,我国对西非地区道路援建项目逐渐增多,国内对西非地区国家的沥青路面结构形式和材料标准体系的研究愈加重视。中国经过近三十年的道路建设的快速发展,逐渐形成了中国特色的沥青路面标准体系,可供西非国家借鉴,但因历史原因,西非地区国家普遍采用法国标准体系。炎热的气候、快速增长交通以及较低的经济发展水平使得西非沥青路面普遍采用硬质沥青及其混合料技术。结合西非气候条件、交通特点、经济发展水平,在中法两国指标体系基础上,建立适应西非地区的属地化硬质沥青与混合料指标体系,确定关键质量评价指标,对筛选优质铺面材料、提高西非国家道路品质、减少路面病害是非常必要的。选用三种西非地区常用的针入度相近Pen30/45的硬质沥青,研究西非硬质沥青的主要性能,选出关键评价指标,建立了西非硬质沥青关键指标体系。软化点、60℃粘度与流变学指标G/sinδ规律一致,60℃粘度与软化点指标区分度高,试验简单,仪器成本低,可作为关键评价指标。基于关键指标与动稳定度的相关关系,确定60℃粘度在轻、中、重交通等级下的建议值为≥350Pa·s、≥600Pa·s、≥1000Pa·s,软化点在轻、中、重交通等级下的建议值为≥51℃、≥53℃、≥55℃。对于试验繁琐、仪器要求高的Gsinδ、N、N等疲劳性能指标可在重点工程招投标阶段为沥青筛选提供参考。采用三种硬质沥青,高模量沥青混凝土(HMAC-20)、富沥青混合料(FAC-20)两种级配设计,进行硬质沥青混合料主要性能研究,建立了西非硬质沥青混合料关键指标体系。对同种级配,硬质沥青种类对混合料高温、疲劳性能和动态模量结果影响显著,混合料高温性能、疲劳寿命、动态模量最高值较最低值分别相差约26%、200%和25%,筛选性能优越的硬质沥青对保障混合料性能具有重要意义。对同种沥青,FAC-20混合料比HMAC-20的最佳油石比高0.2%,疲劳寿命高约16～20%,模量提升约7～8%,动稳定度≥4800次/mm,在满足路面抗车辙能力、承载能力和较长使用寿命下,推荐西非地区使用中国的富沥青混合料(FAC-20)级配设计。在标准条件下,四点弯曲疲劳寿命与梯形梁弯拉疲劳寿命之比约为1.2;20℃单轴压缩动态模量与15℃梯形梁弯拉动态模量之比为0.94～1.05,两国混合料高温、疲劳性能和动态模量指标相关性较好。基于动稳定度与动态模量的相关关系,确定动稳定度的最低阈值为≥4200次/mm,选择动稳定度、梯形梁弯拉疲劳应变ε、梯形梁弯拉动态模量作为混合料关键指标。

关键词：硬质沥青西非地区关键指标中法试验方法属地化设计

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