重載交通下高速公路瀝青路面面層結(jié)構(gòu)組合設(shè)計與材料研究.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、使用壽命遠達不到路面設(shè)計年限等問題而成為備受關(guān)注的熱點。伴隨著汽車交通運輸業(yè)的迅猛發(fā)展，原設(shè)計無法滿足重載交通需求，超載、重載運輸現(xiàn)象越發(fā)嚴重，導(dǎo)致我國高等級瀝青路面的高溫車轍與裂縫等病害愈發(fā)常見，會嚴重縮短瀝青路面的使用壽命，并且會降低其服務(wù)性能。如何設(shè)計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的意義。
　　本研究首先對京滬高速沂淮江段瀝青路面的使用狀況進行了相關(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;通過分析動態(tài)稱重系統(tǒng)(WIM)獲取的實際交通軸載統(tǒng)計數(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軟件對重載交通瀝青路面進行力學(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，對重載交通瀝青路面面層七種類型瀝青混合料進行了路用性能與力學(xué)性能試驗，主要包括:車轍試驗、低溫小梁試驗、水穩(wěn)定性試驗、動態(tài)蠕變試驗、疲勞試驗、動態(tài)模量試驗等

4、，試驗結(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)計原則與要點，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。同時所測得的力學(xué)性能指標為后續(xù)重載交通瀝青路面結(jié)構(gòu)組合驗證提供了實際參數(shù)。
　　最后，通過對重載交通下瀝青路面進行瀝青層疲勞開裂驗證、瀝青路面無機結(jié)合料層疲勞開裂驗證以及瀝青路