【博士】大粒徑透水性瀝青混合料組成設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究【2006】

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　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2006年　　我國(guó)高速公路經(jīng)過(guò)十多年的高速建設(shè)，到2005年底通車(chē)?yán)锍桃堰_(dá)41000km，總里程位居世界第2位，僅次于美國(guó)。半剛性基層瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路的主要結(jié)構(gòu)形式，在高速公路和更多的一級(jí)公路中95％的里程采用了半剛性基層瀝青路面。半剛性基層瀝青路面的主要優(yōu)點(diǎn)是路面結(jié)構(gòu)性能好，承載力高：但同時(shí)最大的缺點(diǎn)是半剛性基層導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫及結(jié)構(gòu)排水問(wèn)題造成的早損壞等。本文進(jìn)行了適合我國(guó)國(guó)情的大粒徑透水性瀝青混合料(LSPM)應(yīng)用研究，系統(tǒng)研究了該材料的級(jí)配組成與設(shè)計(jì)方法、抗變形能力、抗疲勞能力、防反射裂縫能力以及其施工工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，并在煙青204國(guó)道進(jìn)行試驗(yàn)路驗(yàn)證。主要研究結(jié)論如下：　　(1)在瀝青混合料集料多級(jí)嵌擠級(jí)配理論的基礎(chǔ)上，提出了具有較好高溫穩(wěn)定性和排水性能的大粒徑透水性瀝青混合料級(jí)配參考范圍；建立LSPM以瀝青膜厚度、設(shè)計(jì)空隙率、析漏與飛散為控制指標(biāo)、采用8cm～12cm的車(chē)轍板進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)證的混合料設(shè)計(jì)方法；比較完整了解決了該類(lèi)瀝青混合料設(shè)計(jì)問(wèn)題?！　?2)本文以大量瀝青混合料小梁彎曲疲勞試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，對(duì)13個(gè)瀝青混合料疲勞影響因素進(jìn)行了嚴(yán)密的灰關(guān)聯(lián)系統(tǒng)分析，并進(jìn)一步對(duì)瀝青混合料空隙率、混合料瀝青飽和度、集料4．75mfn篩孔通過(guò)率、2．36mm篩孔通過(guò)率和0．075m篩孔通過(guò)率五個(gè)關(guān)鍵影響因素進(jìn)行相關(guān)性分析。嚴(yán)格論證了瀝青飽和度VFA和瀝青混合料勁度模量E是影響LsPM料疲勞性能的關(guān)鍵獨(dú)立變量?！　?3)通過(guò)應(yīng)變控制的瀝青混合料小梁彎曲疲勞試驗(yàn)，獲得了大粒徑透水性瀝青混合料疲勞方程模型，根據(jù)我國(guó)瀝青路面容許彎沉調(diào)查結(jié)果，對(duì)疲勞模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，提出了該類(lèi)瀝青混合料在柔性瀝青路面應(yīng)用中的疲勞設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?！　?4)通過(guò)對(duì)大粒徑透水性瀝青混合料路用性能的初步研究，主要包括高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)、水穩(wěn)定性試驗(yàn)、力學(xué)性能與滲透性能試驗(yàn)，探討了大粒徑透水性瀝青混合料的性能技術(shù)要求。　　可以看出，級(jí)配良好的大粒徑透水性瀝青混合料(LSPM)可以抵抗較大的塑性和剪切變形，具有較好的抗車(chē)轍能力，提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性；同時(shí)有著良好的排水功能，可以兼有路面排水層的作用；由于大粒徑透水性瀝青混合料有著較大的粒徑和較大的空隙，可以有效地減少反射裂縫。大粒徑透水性瀝青混合料的應(yīng)用不僅可以改善半剛性基層瀝青路面早期損壞的問(wèn)題，而且可以直接用于瀝青路面柔性基層或作為柔性加鋪層用于老路補(bǔ)強(qiáng)?！　∽詈笸ㄟ^(guò)試驗(yàn)路鋪筑系統(tǒng)研究大粒徑透水性瀝青混合料施工工藝。經(jīng)過(guò)4～5年行車(chē)荷載作用后，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明大粒徑透水性瀝青混合睪斗加鋪舊瀝青路面具有良好的抗高溫永久變形能力和防止反射裂縫的能力。在以上研究的基礎(chǔ)上比較系統(tǒng)地建立了大粒徑透水性瀝青混合料成套應(yīng)用技術(shù)?！　?

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