文档介绍：长安大学
硕士学位论文
高速公路沥青路面早期水损害防治措施研究
姓名:李剑
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:郝培文
20030301
摘要高速公路沥青路面早期水损害已成为我国高速公路沥青路面最主要的病害之一,如何进行有效地防治是目前公路工程师比较关心的问题。本文在调查的基础上,通过分析沥青路面早期水损害产生的机理,从沥青路面表面层级配、压实性能和以消石灰作为抗剥落剂的抗剥落性能三方面对沥青路面早期水损害进行了大量的室内试验研究。研究结果表明,采用体积法设计的级配不仅具有较好的水稳定性而且其它路用性能均满足高速公路面层的要求;综合考虑压实性能及路用性能,提出了沥青路面表面层结构层厚度与混合料最大粒径的合理比例为:掺有液体胺类抗剥落剂的沥青混合料经长期老化后其抗水损害能力衰减严重,而掺加消石灰的混合料能显著提高其抗水损害能力,且长期性能较好,是一种优良的抗剥落剂。关键词:沥青混合料水损害防治措施级配设计结构层厚度压实性能消石灰最大粒径抗剥落剂路用性能长期性能
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论第一章绪课题的提出及研究意义§近年来我国高速公路得到了飞速发展,截止到年,我国的公路总里程达万公里,位居世界第四,其中高速公路总里程达蚬ɡ铮龃斡诿拦痪拥二“⋯。由于沥青路面具有无接缝、低噪音、易维修等优点,因此在已建成的高速公路中有%以上采用的是沥青混凝土路面。尽管沥青路面都是按照规范进行设计施工的,但有一些高速公路在建成通车后不久,短的几个月,长的年,就出现了水损害破坏。沥青路面的这种早期水损害已成为我国高速公路沥青路面最严重的病害之所谓水损害是指沥青路面在水或冻融循环的作用下,由于汽车车轮动态荷载的作用,进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力,沥青膜从石料表面脱落,沥青混合料掉粒、松散,继而形成沥青路面的坑槽、推挤变形等损坏现象“沥青路面早期水损害在我国具有普遍性。早期人们普遍认为沥青路面的早期水损害只发生在多雨炎热的南方,如今在东北地区如吉林、辽宁等地也出现了沥青路面早期的水损害现象。馐谷嗣嵌粤で嗦访嬖缙谒鸷τ辛诵碌娜鲜叮次蘼墼谀戏还是北方都会出现沥青路面早期水损害。此外据资料表明“谖夜呀ǔ刹⑹褂靡年以上的高速公路中,无论是采用半刚性路面、刚性组合式还是刚性路面,无论是对酸性石料还是碱性石料,无论是采用重交通石油沥青还是采用改性沥青和加抗剥落剂的汲鱿至瞬煌潭鹊脑缙谒鸷ο窒蟆沥青路面的早期水损害也是一个世界性的问题。在美国、加拿大、英国、日本等国家也同样出现了沥青路面早期水损害问题。许多国家投入了大量的人力物力对水损害问题进行了专题研究,如路面长期性能研究专家小组荚粤で嗦访嬖期水损害进行了专题研究并取得了许多研究成果。5捎诹で嗦访嬖缙谒鸷Φ挠跋煲蛩丶涓丛樱两衩一。和加拿大运输协会/
沥青路面常见的早期水损害破坏形式及破坏机理有一个国家能从根本上解决早期水损害,还有许多问题没有得到解决,需要继续不断由于沥青路面早期水损害来得比较快,对高速公路的服务水平产生较大的影响,而且直接间接经济损失巨大,社会影响严重,因此系统研究沥青路面早期水损害的防治和防止措施有着重大的经济和社会意义。§经过多年的研究和生产实践,我国高速公路沥青路面多采用强基薄面结构形式,即由半刚性基层作为汽车荷载的主要承重层,沥青面层只是作为结构层。在这种结构形式下,高速公路沥青路面中常见的水损害破坏形式有以下几种:水透过沥青面层讲慊蛉闶并滞留在半刚性基层的顶面,在大量快速行车作用下自由水产生很大压力,成为动水。在动水的冲刷作用下,基层表面的粉质部分如水泥、石灰、粉煤灰及土质变成为稀浆,在荷载的作用下稀浆通过路面的各种缝隙被挤出至路表,即产生唧浆破坏缤—U庵制苹迪窒笫撬鸷ψ钗C飨的标志,通常发生在雨后或雪融后且基层采用二灰类、水泥类半刚性基层上。地深入研究。一、早期水损害破坏形式蠼图—唧浆
唧浆几乎在每条高速公路都有发生,在南方潮湿多雨地区尤为突出。伪浜屯滞留在表面层和中面层的水,在大量行车荷载的作用下,使得这两层中部分碎石上的沥青剥落。石料上的沥青一旦剥落,在荷载的作用下表面层就会产生形变和网裂缤糽一O殖】M谝材芸吹剑谕严旅娴牧で嗷旌狭现行矶嗨槭系牧青已经剥落或仅残留一点无粘接力的油膜。缮存留在面层的水分浸入到沥青与集料的界面,由于水的剥离作用使得沥青和集料之间的秸结力和粘附作用下降甚至完全丧失,导致强度急剧下降甚至完全丧失,混合料中的碎石成松散状—图—图—缮
沥青混凝土一旦松散,在大量的快速行车荷载作用下松散的石料被车轮甩出或被雨水带走,就会产生坑洞糽一6铱佣匆坏┎芸炀痛有】佣捶⒄薏自由水浸入沥青面层后,使沥青和集料的粘聚力和粘