文档介绍：长安大学
硕士学位论文
多年冻土地区级配碎石路用性能及设计方法研究
姓名:莫石秀
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:胡长顺;陈拴发
20040101
摘要级配碎石作为半刚性基层沥青路面的上基层可有效延缓沥青路面的反射裂缝,提高整个路面结构的抗疲劳性能和抗永久变形能力。目前,针对级配碎石力学性能研究较少,在多年冻土地区的应用研究还是空白。本文通过大量试验,利用自行研发设备,提出了级配碎石的抗剪切性能指标,分析了级配、含水量、密实度、剪切速率、侧压力对抗剪切性能的影响规律;系统研究了级配对怠⑸阅堋⒌既刃阅艿挠跋旃媛桑煌ü鼵试验和抗剪切试验,得到了最佳级配最大粒径和关键筛孔及其通过率合理变化范围;提出了基于岛图羟星慷人副昕刂频募杜渌槭槌缮杓品椒ḿ笆室硕嗄甓惩地区的施工工艺。关键词:多年冻土地区级配碎石悼辜羟行阅动弹模量关键筛孔抗冻性能指标设计方法
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,我国党和政府在公路交通建设上投入了大量的精力。年全国公路通车里程仅蚬ɡ铮母锟7藕螅窬贸中焖俜⒄梗路运输需求强劲增长,公路基础设施建设发生了历史性转变。截至年底,全国公路总罩程达到蚬ɡ铮堪倨椒焦ɡ锎锏ɡ铮渲懈咚俟路通车总里程已达到蚬ɡ铩B访娼峁挂泊庸ブ皇视χ械徒煌ǖ哪嘟崴石、级配碎石、渣油表面处治、贯入式路面发展到现在的沥青混凝土、水泥混凝土高级路面。为适应交通量,特别是重载交通日益增长的需要,具有良好板体性和承载能力的半刚性基层被广泛应用在高等级公路的路面基层中,国内已建成的高速公路中,%以上是半刚性基层沥青路面,高速公路基层几乎被半刚性材料一统天下。半刚性基层能大规模的应用在我国高速公路上,必然有其合理性及独特的优点“咛逯饕L逑衷谝韵录父龇矫妫细叩那慷群统性啬芰ΑR话憷此担敫訳性基层材料具有较高的抗压强度、刚度和一定的抗弯拉强度,并随龄期不断增长,因此半剐性基层沥青路面通常具有较小的变形和较强的荷载扩散能力。斩却蟆⒄逍院谩U饩褪沟昧で嗝娌阃淅αχ到闲。佣岣吡肆青面层抵抗行车荷载疲劳破坏的能力。牧侠丛垂惴海旒鄣土K唷⑹摇⒎勖夯摇⑺槭⑸袄戎凡料可以就地取材,价格较低,特别是粉煤灰,可以变废为宝,既保护了环境,又为公路建设提供了很好的筑路材料,对我国的公路建设无疑起到了很大的推动作然而,伴随半刚性基层在我国高等级公路的大规模应用,人们渐激发现以前一直推祟的半刚性基层沥青路面也存在较多的问题。砂敫招曰愕氖账蹩A岩鸬牧で嗦访娣瓷湫粤逊旖涎现兀庖彩前刚性基层存在的最致命的缺陷。由于半刚性材料是水硬性材料,在失水干燥的过用。
程中会产生收缩,进而产生收缩应力;同时,在温度变化过程中,会在其内部产生温度应力,在干缩应力和温度应力的共同作用下,半刚性基层中会产生裂缝,在温度与交通荷载综合作用下,裂缝会逐渐向上层延伸,逐渐贯通整个沥青面层,最终形成反射裂缝。根据有关资料,半刚性基层沥青路面开裂现象在我国各个地区都普遍存在,只是裂缝的轻重程度不同,一般在开放交通第一个冬季就可能发生,在以后的冬季甚至其他季节还要继续增加,如沈大、沪嘉、广佛等高速公路。根据钻芯取样观察,沥青路面裂缝中由于半刚性基层开裂而引起沥青面层开裂的反射裂缝常常超过%,尤其在温度、湿度变化剧烈地区。裂缝的存在使车轮从裂缝的酱锪逊斓牧硪徊嗍保稍乇浠辉倭孤访媪逊炝讲喾生大的应力突变;裂缝渗水又引起其他病害的产生和发展,加快路面破坏。敫招曰闩潘阅懿睿痈髦滞揪督肼访娌⒌酱锘愫螅荒艽基层迅速排走,只能沿沥青面层和基层的界面扩散、积聚,导致沥青面层和基层界面条件发生变化,基层承载能力迅速降低,表面产生水力冲刷,出现灰浆,裂缝处形成唧浆、坑槽,然后导致更多的裂缝出现。同时,沥青路面上水的来源十分广泛,、降雪外,还有冬季由于冰冻引起的水分积聚和春融期间产生的积水;中央分隔带的绿化浇水、挖方路段的裂隙水等等,如不能及时排走就将造成危害。敫招曰闼鸹岛笮薏估选;阋坏┢苹担送诘糁亟ǎ鹞匏ǎ这将对沥青路面的维修养护造成很大的困难,即使在半刚性基层上铺加铺层也不能很好的结合成为整体。.侍獾奶岢在世界第十七届道路会议上,将具有水硬性结合料处治的沥青路面正式命名为半刚性路面,到了世界第十八届道路大会,经过全世界道路工作者的共同努力研究,就半刚性基层沥青路面的反射裂缝问题达成共识,即半刚性基层沥青路面将不可避免开裂,并将由此形成反射裂缝。在我国内地反射裂缝问题已经不可避免,对于多年冻土地区,尤其是青藏高原,日温差大、湿度变化非常剧烈,半刚性沥青路面的反射裂缝问题将更加严重。年拢翁庾槎郧嗖毓犯穸木至拉萨段进行了路面调查,调查资料表明,裂缝是青藏公路上较为普遍的破坏类型,约占到整个破坏的三分之一,形式主要有纵向裂缝