重載交通下高速公路瀝青路面面層結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)與材料研究.pdf

1、瀝青路面是我國高速公路最主要的結(jié)構(gòu)形式，其中廣泛應(yīng)用的半剛性基層瀝青路面因其易產(chǎn)生初期損害、使用壽命遠(yuǎn)達(dá)不到路面設(shè)計(jì)年限等問題而成為備受關(guān)注的熱點(diǎn)。伴隨著汽車交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，原設(shè)計(jì)無法滿足重載交通需求，超載、重載運(yùn)輸現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致我國高等級(jí)瀝青路面的高溫車轍與裂縫等病害愈發(fā)常見，會(huì)嚴(yán)重縮短瀝青路面的使用壽命，并且會(huì)降低其服務(wù)性能。如何設(shè)計(jì)出滿足重載交通需求的瀝青路面結(jié)構(gòu)組合成為了急需解決的關(guān)鍵問題。因此，深入研究滿足重載交通需

2、求的瀝青路面結(jié)構(gòu)組合與材料具有深遠(yuǎn)的意義。
　　本研究首先對(duì)京滬高速沂淮江段瀝青路面的使用狀況進(jìn)行了相關(guān)調(diào)查，著重研究了重載交通下瀝青路面的主要病害類型及其成因;通過分析動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)(WIM)獲取的實(shí)際交通軸載統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得到相應(yīng)軸載譜曲線，并且選取120kN作為設(shè)計(jì)軸載，從而為重載交通下瀝青路面力學(xué)響應(yīng)分析與面層結(jié)構(gòu)組合的設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支持。
　　其次，在總結(jié)國內(nèi)外已有研究成果的基礎(chǔ)上，選用半剛性基層瀝青路面，通

3、過BISAR軟件對(duì)重載交通瀝青路面進(jìn)行力學(xué)響應(yīng)分析，主要考慮了瀝青路面上、中、下面層的厚度與模量以及不同軸載作用對(duì)半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)的影響，提出適用于重載交通半剛性基層瀝青路面面層結(jié)構(gòu)組合的原則、功能要求以及各面層材料參數(shù)范圍要求。
　　然后，根據(jù)上述材料參數(shù)推薦，對(duì)重載交通瀝青路面面層七種類型瀝青混合料進(jìn)行了路用性能與力學(xué)性能試驗(yàn)，主要包括:車轍試驗(yàn)、低溫小梁試驗(yàn)、水穩(wěn)定性試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)、疲勞試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)等

4、，試驗(yàn)結(jié)果表明其路用性能均滿足規(guī)范要求。摻入玄武巖纖維主要可增強(qiáng)瀝青混合料的抗疲勞開裂性能與韌性，摻入膠粉、抗車轍劑可增強(qiáng)瀝青混合料的高溫抗車轍性能。結(jié)合重載瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與要點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)前者較適用于瀝青路面的上、下面層，后者較適用于瀝青路面的上、中面層。同時(shí)所測(cè)得的力學(xué)性能指標(biāo)為后續(xù)重載交通瀝青路面結(jié)構(gòu)組合驗(yàn)證提供了實(shí)際參數(shù)。
　　最后，通過對(duì)重載交通下瀝青路面進(jìn)行瀝青層疲勞開裂驗(yàn)證、瀝青路面無機(jī)結(jié)合料層疲勞開裂驗(yàn)證以及瀝青路