文档介绍：东南大学
博士学位论文
含大粒径透水性沥青混合料(LSPM)结构层的路面结构组合研
究
姓名:朱海波
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:黄晓明;王松根
20090223
摘要含大粒径透水性沥青混合料结构层的路面结构组合研究大粒径透水性沥青混合料琇是一种新型的、性能优异的柔性基层沥青混合料,具有公称最大粒径大、空隙率大、沥青用量较少、嵌挤效果好等特点,从而具有较好的抗车辙、排水和高温稳定性,并且可以一定程度上适应下部结构层的不均匀变形。这种材料目前在新建、加铺等工程中得到了大规模应用。然而,围绕应用,还有一个问题亟待解决,那就是不同应用条件下,含沥青路面结构的合理组合问题。含沥青路面结构从应用条件上可分为新建、改建加铺等两种,而加铺又可以细分为:直接加铺、铣刨到基层顶加铺和铣刨旧路面至土基项再加铺路面这三种情况。其中最后一种与新建基本相同,可合并考虑。针对以上三类应用条件,在调查分析基础上,提出了含结构的初步组合方案,然后进行力学分析,考察层的受力状态,确定层的合理厚度。这个厚度范围是诤穸刃∮时,该材料施工中易发生离析,大于则会对上部沥青面层层底拉应力Ρ造成不利影响。旧路表面结构性病害的存在使加铺结构受到不利影响,通过试验段多种设备的现场实测和对比,确定了以裂缝、坑洞为代表的结构性病害位置附近的强度衰变规律,然后将其带入有限元计算模型,分析了这两种典型结构性病害对加铺结构的影响。分析表明:裂缝对加铺结构的影响显著,特别是缝宽大于的情况下,其上采用是合理的技术措施;坑洞的影响则稍小。抗车辙性能是高等级公路沥青路面常需重点考虑的性能之一。通过现场取芯试验、温度场实测,结合典型交通量数据,应用蠕变模型,采用有限元软件对各种含结构组合的抗车辙性能进行了计算分析。结果表明:老路面层所处的位置比较深,其所受到的应力水平和温度都相对较低,高温变形量很小,对加铺整体结构车辙的影响可以忽略不计;由于层对车辙的不敏感性,加铺层及增加层厚度对路面整体结构抗车辙性能影响不大。加铺结构中,在蚅纸峁共阒校路面的车辙主要由沥青面层和层愕某嫡匏急壤苄。稣悸访娼峁棺艹嫡量的ァ%左右。结合各种常用的结构层疲劳寿命预测方法,针对旧路加铺的情况,建立了旧路结构层剩余疲劳寿命预测计算公式,并将其纳入含旧路加铺结构设计方法,提出了一种可考虑旧路残余寿命的新设计方法。最后针对不同的交通量条件,提出了含路面推荐结构。关键词:大粒径透水性沥青混合料、结构组合、车辙、疲劳、结构设计
瞞.;,,甌瑆,.,甌.,珹琇玛瓸,瑃篶籸琺甀琤琇琲..琣:;,琹,.;籗
喜日期:蹲塾丝东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布刊登畚牡娜ú炕虿糠帜谌荨B畚牡墓ú包括刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖恚
>读で嗷旌狭混合料,并对此进行了相关的研究和应用。从广义的角度定义大粒径沥青混合料』褽我国沥青路面的混合料类型,从矿料粒径分有:细粒式、中粒式、粗粒式三种类型,通常细粒式沥青混合料用于表面层,中粒式和粗粒式用于中、下面层川吲。从组成结构看,目前采用的这些类型混合料通常为悬浮密实型结构,强度形成主要依赖于沥青与矿料之间的粘结力,矿料之间的内摩擦力为次。这种结构通常按密实级配原则进行设计,其密实度与强度较高,水稳定性、低温抗裂性、耐久性都比较好,是普遍使用的沥青混合料。但是由于受沥青材料的性质和物理状态的影响较大,故高温稳定性较差。近年来,随着交通量的增长,重车和胎压的增大以及交通车辆的渠化,使得沥青路面的车辙问题已成为主要问题。国外许多道路工作者认为在基层和粘结层中使用大粒径沥青混合料能减小或消除重载交通道路车辙的产生。大粒径沥青混合料可以分成密级配、半开级配和开级配大粒径沥青混合料。通常密级配空隙率控制在プ笥遥チ>兜拇止橇弦1纫话愦车牧芗杜淞で嗷旌狭弦6唷F溆诺闶俏榷ㄐ院湍途眯院谩?<配和半开级配大粒径沥青混合料是一种间断级配沥青混合料,通常由单粒径碎石和一定量的细集料组成,一般不加矿粉。开级配大粒径沥青混合料压实以后空隙率大于%,半开级配大粒径沥青混合料空隙率一般控制在.%,与