文档介绍：东南大学
博士学位论文
排水性沥青混合料性能及设计方法研究
姓名:徐皓
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:陈荣生;倪富健
20050801
摘要捧水性沥青路面是一种很有发展前景的路面结构形式,用于表面层的排水性沥青混合科因其具有较大空隙率,而具有很好的表面抗滑性能。尤其在雨天,能迅速排除路表积水,减少路面溅水和喷雾,极大地增强了安全性能。并且可降低交通噪音,改善交透对环境的污染。本文通过大量的室内外试验和检测,并借助有限元分析方法,对排水性沥青路面及其混合料进行了系统、深入的研究,得出了排水性沥青混合料的设计方法及技术指标,分析了排水性沥青面层在半刚性基层路面上的适用性,提出了排水性沥青面层半刚性基层路面的合理结构形式,通过工程实践总结了排水性沥青路面的成套施工技术。首先,通过均匀设计方法设计试验,对混合料的空隙率与各主要筛孔孔径的通过率之问的关系进行回归,找出影响混合料空隙率的关键因素。在此基础上,提出了排水性沥青混合料的合理级配范围和最佳沥青用量的确定方法。并对四种不同沥青、不同空隙率和级配的排水性沥青混合料进行性能测试,分析了排水性沥青混合料性能的关键影响因素,提出了排水性沥青混合料的设计方法及技术标准。其次,研究分析了具有排水性沥青面层的半刚性基层路面的温度场,并与普通半刚性基层沥青路面进行了对比分析,通过试验路一年多的温度测量,得到了大量实测数据。同时采用二维有限元模型对半刚性基层路面的温度场进行预估。预估模型与实测结果误差较小,,排水性沥青面层有很好的温度调节作用,能有效改善半刚性基层的温度状况。再次,为比较排水性沥青表层与密级配沥青上面层对路面结构抗反射裂缝性能的影响,对排水性沥青面层在半刚性基层路面结构的适用性进行了分析,通过疲劳模型和有限元方法分析了不同面层厚度,不同裂缝长度、宽度、层间接触状态以及混合料断裂韧性等反射裂缝疲劳寿命的影响因素,并结合反射裂缝模拟试验,对比了不同沥青和级配对混合料抗反射裂缝性能的影响。结果表明排水性沥青面层适用于半刚性基层路面结构。最后。通过多条试验路的铺筑和使用,总结了排水性沥青面层半刚性基层路面的合理结构形式、设计方法以及排水性沥青混合料设计、施工和检测的标准。
关键词:排水性沥青路面;排水性沥青混合料:空隙率;粘度;反射裂缝:半刚性基层摘要
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,人们所关心的公路品质,除了耐久性和舒适性,最为重要的就是安占%以上,%多。降雨后,抗滑能力更低,雨天的交通事故较多,造成的人员伤亡和经济损失也较大。据京石高速公路调查结果表明口捎路表面形成水膜,产生水漂,同时产生溅水和喷雾,影响跟随车辆的能见度,增大了发生事故的可能性。排水性沥青路面以其良好的表面功能阑⒎浪⒁种平λ鹞怼⒓少眩光晌=饩稣庖晃侍獾挠行侄沃弧H欢捎谂潘粤で嗷旌狭峡障堵式洗所以对排水性沥青路面在高速公路中的应用进行研究,解决路表功能和耐久性之间的矛盾,对提高我国高速公路的使甩品质具有重要意义。随着我国西部开发战略的实施,公路网的建设将向西部延伸,高速公路的建设重心也将逐步西移,山区高速公路的修建将逐渐增多。据规划,在未来年内我国西部地区将新水文、地质、地形地貌等条件复杂,而目前我国的山区高速公路还不多,我们还缺乏山区本项目要解决的是沥青面层排水问题。从技术上讲,山区公路上的排水问题较平原地区更为突出,针对我国西南地区多山且气候潮湿的特点,进行本项目的研究具有明确的针可能性增大,这就使产生水漂的危险增大,同时产生溅水和喷雾,影响跟随车辆的能见度,研究结果表明,从路面体内排水比从路表排水效率更高,因此对山区公路而言采用沥青面层,渗入到排水功能层内的水在粘层上流向排水设施并迅速排出,而不再向中下面层及其以下渗透的路面结构。排水性沥青混合料的设计空隙率一般为ァE潘月访嬉蛭具有大空隙率和高租集料含量的材料特点,常见的排水沥青路面结构如图荆虼全性。我国干线公路沥青路面的抗滑能力普遍达不到要求“Σ料凳谥礔穆范雨、雾、雪引起的交通事故占总事故的%左右。日本高速公路在年、年死亡事故中,与雨天有关的占%。降雨过程中和雨后。由于路表的积水不能及时排出,易使%诹ρ慷燃澳途眯阅芊矫婊岵蝗缑芗杜淞で嗷旌狭希⑶椅夜母咚俟大多采用半刚性基层,产生的反射裂缝也会对排水性沥青面层的耐久性产生不利的影响。建趿ㄖ卸ú。针对西部地区气候、环境的特点,对公路建设的若干课题先行开展科学研究,对保证西部公路建设的质量、节省投资、加快建设速度