[博士]大粒徑透水性瀝青混合料結(jié)構(gòu)層的路面結(jié)構(gòu)研究

內(nèi)容簡介

　　[博士]大粒徑透水性瀝青混合料結(jié)構(gòu)層的路面結(jié)構(gòu)研究　　學(xué)科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　大粒徑透水性瀝青混合料(Large Stone Porous asphalt Mixes, LSPM)是一種新型的、性能優(yōu)異的柔性基層瀝青混合料，具有公稱最大粒徑大、空隙率大、瀝青用量較少、嵌擠效果好等特點，從而具有較好的抗車轍、排水和高溫穩(wěn)定性，并且可以一定程度上適應(yīng)下部結(jié)構(gòu)層的不均勻變形。這種材料目前在新建、加鋪等工程中得到了大規(guī)模應(yīng)用。然而，圍繞LSPM應(yīng)用，還有一個問題魚待解決，那就是不同應(yīng)用條件下，含LSPM瀝青路面結(jié)構(gòu)的合理組合問題。　　含LSPM瀝青路面結(jié)構(gòu)從應(yīng)用條件上可分為新建、改建加鋪等兩種，而加鋪又可以細(xì)分為:直接加鋪、銑刨到(底)基層頂加鋪和銑刨舊路面至土基頂再加鋪路面這三種情況.其中最后一種與新建基本相同，可合并考慮。　　針對以上三類應(yīng)用條件，在調(diào)查分析基礎(chǔ)上，提出了含LSPM結(jié)構(gòu)的初步組合方案，然后進行力學(xué)分析，考察LSPM層的受力狀態(tài)，確定LSPM層的合理厚度。這個厚度范圍是8-12cm，在厚度小于8cm時，該材料施工中易發(fā)生離析，大于12cm則會對上部瀝青面層層底拉應(yīng)力(應(yīng)變)造成不利影響?！　? 舊路表面結(jié)構(gòu)性病害的存在使加鋪結(jié)構(gòu)受到不利影響，通過試驗段多種設(shè)備的現(xiàn)場實測和對比，確定了以裂縫、坑洞為代表的結(jié)構(gòu)性病害位置附近的強度衰變規(guī)律，然后將其帶入有限元計算模型，分析了這兩種典型結(jié)構(gòu)性病害對加鋪結(jié)構(gòu)的影響。分析表明:裂縫對加鋪結(jié)構(gòu)的影響顯著，特別是縫寬大于5mm的情況下，其上采用LSPM是合理的技術(shù)措施;坑洞的影響則稍小?！　? 抗車轍性能是高等級公路瀝青路面常需重點考慮的性能之一。通過現(xiàn)場取芯試驗、溫度場實測，結(jié)合典型交通量數(shù)據(jù)，應(yīng)用蠕變模型，采用ABAQUS有限元軟件對各種含LSPM結(jié)構(gòu)組合的抗車轍性能進行了計算分析。結(jié)果表明:老路面層所處的位置比較深，其所受到的應(yīng)力水平和溫度都相對較低，高溫變形量很小，對加鋪整體結(jié)構(gòu)車轍的影響可以忽略不計;由于LSPM層對車轍的不敏感性，加鋪LSPM層及增加LSPM層厚度對路面整體結(jié)構(gòu)抗車轍性能影響不大。加鋪結(jié)構(gòu)中，在SMA, AC和LSPM三種結(jié)構(gòu)層中，路面的車轍主要由瀝青面層(SMA和AC層)產(chǎn)生。LSPM層的車轍所占比例很小，僅占路面結(jié)構(gòu)總車轍量的7%~8%左右?！　? 結(jié)合各種常用的結(jié)構(gòu)層疲勞壽命預(yù)測方法，針對舊路加鋪的情況，建立了舊路結(jié)構(gòu)層剩余疲勞壽命預(yù)測計算公式，并將其納入含LSPM舊路加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，提出了一種可考慮舊路殘余壽命的新設(shè)計方法。最后針對不同的交通量條件，提出了含LSPM路面推薦結(jié)構(gòu)。

專題推薦