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彩色防滑骨料级配设计与综合性能检测(附件)【字数:10348】

2024-01-25 15:11编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本文经过检测市面上彩色防滑骨料的基本性能,如骨料的吸水率、表观密度和表观相对密度等均符合国家的相关的路用骨料标准。再通过设计单一粒径、两种粒径骨料的用量混合比以及三种不同粒径骨料的用量混合比等级配方案相互比较,以提高现有级配方案的抗滑性能。最后经过耐磨耗性能、莫氏硬度、构造深度以及摩擦系数等实验,通过综合对比来确定最优的级配方案。关键词 彩色防滑骨料,级配设计,构造深度,摩擦系数,耐磨耗性能
目录
1 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 国内外的研究现状 1
1.3 研究思路 3
2 防滑骨料的基本性能测试 4
2.1 陶瓷骨料的颗粒级配 4
2.2 陶瓷骨料的材料性能测试 5
2.3 本章小结 9
3 彩色防滑骨料的初步级配方案设计与样板制作 9
3.1 彩色防滑骨料的初步级配方案设计 9
3.2 彩色防滑骨料的级配样板制作 10
3.3 本章小结 12
4 彩色防滑骨料的综合性能检测 13
4.1 彩色防滑骨料的级配样板的构造深度 13
4.2 彩色防滑骨料的级配样板的摩擦系数 16
4.3 本章小结 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
据腾讯网络7月9日报道,交通事故已成为“世界头号伤害”,然而中国却是世界上交通事故数量最多的国家。中国每年发生交通事故60多万起,平均每天发生交通事故1000起以上,又因为每年交通车祸的死亡达10万人次以上,所以中国的交通事故多年在全球排名第一。
自从中国改革开放以来,我国就开始大量建造高速公路,目前公路总里程已经是世界第一,但是交通事故率也是高居不下,其中很大一部分原因是由于路面抗滑性能不足而引发的交通事故。因此,现在的路面就如何提高抗滑性能及在道路的哪些区域急需提高摩擦系数,因此,有效提高路面安全性能已成为公路安全研究中一个非常重要的课题。
然而怎么样才能提高路面的抗 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072
滑能力?简单来说就是采用具有高磨光值的骨料用环氧树脂粘合剂涂敷在道路面上,使骨料与道路路面粘合在一起使之形成一个整体,而符合以上性能指标的并带有各种颜色的骨料就是以上所说的彩色陶瓷集料。它是采用黏土、石英砂、碎石等为主的原料,再添加无机高温色剂并通过高温长时间烧制而成,其成品具有高磨光值,高耐磨性,高强度,高抗滑性,低吸水率,耐腐蚀,环保性能优良等特点。
经大量的数据研究表明,路面的粗糙度很大一部分决定了路面的抗滑能力,在宏观意义上指的是路面整体平面的凹凸不平性。在设计沥青路面抗滑性能时,应考虑的第一个因素是骨料的耐磨耗和抗滑性能,其次是沥青混合料的级配等因素以及施工过程中混合比的控制等因素,这说明骨料对沥青混合料的抗滑性能具有重要意义。因此,彩色陶瓷骨料级配设计是路面抗滑性能的极其重要的影响因素之一。但是对于陶瓷集料自身的材料性能和施工因素之外,那么陶瓷骨料的级配方案则更加多变与不可限制,且不同的级配会使彩色防滑路面表现出不同性能,所以说级配应该更有优化空间。本文就从彩色陶瓷骨料的级配与综合性能入手,探讨出优秀的骨料的配合比与其较优异的综合性能来提高路面的抗滑性能,从而营造一种安全舒、适度的行车路面,也将延长路面的使用寿命,降低养护成本,减少资源浪费。
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 国外研究现状
根据国外的大量事例证明,彩色防滑路面的使用效果明显优于普通路面,不仅可以舒缓交通拥堵,也可以减少和避免不必要的交通悲惨事件。司机可以通过观察路面颜色的差异来修正自己的行车路线,并使车辆驾驶在规定的路面上,从而避免不同车辆的混合; 预先警示危险道路,并可提供高摩擦,起到良好的防滑性能;车辆行驶在彩色防滑路面上可以快速减速并能在很短的距离长度停止车辆前进,从而可以避免许多事故的发生。
英国率先铺设彩色防滑路面,并已经大量应用在许多交通量比较大的道路上,如高速公路交叉口和公交专用道上。新西兰和法国在铺设彩色防滑路面的总量上也在大幅度增长,还有日本,对彩色防滑路面的应用也是比较早的,有着相对成熟的经验。
魏矛斯教授提出的粒子干涉原理不但能用于计算连续级配,还可以用于计算不连续级配和断裂级配[1]。它不仅仅思量了粒子的逐个粒级填充,粒子数量的分散范围,而且还探究了不同级别粒子之间的干涉的影响,使得骨架更加紧凑,并且使所得到的混合物结构更稳定,以实现颗粒之间的最大密度。
Lees级配设计方法的最初想法是最大限度地提高矿物颗粒的密度和最紧密的互锁状态,以达到更高的强度。
“贝雷法”是由美国材料工程师Robert D.Bailey发明的一种确定沥青混合料级配的方法[2]。它的主要设计思路是由粒径较大的骨料彼此嵌入形成骨架,骨架中间留有空隙再填满细集料,这些聚集体彼此嵌入以形成二级骨架,同时形成具有较小水平的孔结构,这又需要更多的细集料去填充,形成多级嵌入结构。
1.2.2 国内研究现状
刘锋、孙杰等人研究认为防滑颗粒的选择应综合考虑压碎指标值、耐磨性、表面粗糙度、棱角性等诸多性能[3]。而且彩色防滑路面不应该太追求构造深度这唯一指标数,这会使得级配对较粗颗粒粒径的要求,影响防滑路面的结构的稳定性,从而增加胶水用量。所以彩色防滑路面应控制陶瓷颗粒粒径在 1~3 mm之间,路用涂层胶水厚度控制为1.1~1.5 mm。
薛长龙等人认为随着陶瓷骨料粒径的增大,试件表面纹理构造深度也随之增大,但试件的陶瓷骨料粒径和构造深度均未与 BPN 值形成定量的线性关系,分析其原因可能在于抗滑值不仅与骨料粒径大小相关,也与骨料颗粒的形状关系较大。彩色防滑骨料的磨光值( PSV) 和莫氏硬度均满足相关标准要求,且彩色防滑骨料的磨光值( PSV) 与其莫氏硬度值大小呈正比关系;而且陶瓷骨料的具有优良的物理和化学性能,因为其色彩艳丽,铺设在道路上还具有明显的警示效果,所以说它非常适用于铺设在一些需要提高抗滑能力的道路上。

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