[博士]重載耐久性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

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　　[博士]重載耐久性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計研究　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度：2005　　近年來，隨著國民經(jīng)濟和公路交通事業(yè)的發(fā)展，運輸車輛中大型貨運車輛的比重不斷增加，使我國公路普遍存在著車輛超載和超限的現(xiàn)象，導致路面早起損壞，路面的使用壽命大大縮短，路面使用性能衰減加快，造成較大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。針對目前公路上嚴重的重載和超載現(xiàn)象，考慮路面耐久性設(shè)計，本文主要從以下幾個方面進行研究:　　 ①路面結(jié)構(gòu)的選擇;②路面結(jié)構(gòu)力學分析;③原材料的選用和確定;④重載瀝青混合料組成設(shè)計研究;⑤重載瀝青混合料抗剪性能研究;⑥重載瀝青混合料抗車轍性能研究;⑦試驗路的鋪筑和觀測?！　? 通過研究得出如下主要結(jié)論:　　 ①通過對國內(nèi)外瀝青路面結(jié)構(gòu)的調(diào)研，在研究耐久性路面的結(jié)構(gòu)組成和使用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情推薦了典型耐久性路面結(jié)構(gòu)形式;　　 ②對四種路面結(jié)構(gòu)分別采用彈性層狀理論體系在雙圓均布荷載作用下和有限元法分析在矩形非均布荷載作用下的路面力學響應，得出二者的力學結(jié)果是有所差異的;從路表拉應力、同一深度(200mm)下面層拉應力、基層底拉應力以及最大剪應力四個方面分析了重載對路面的損壞機理，比較不同路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點;采用彈性層狀理論計算了考慮車輛制動時產(chǎn)生的水平力對剪應力的影響，　　 ③提出了瀝青結(jié)合料的選擇依據(jù)，認為中面層和上面層應采用同一個高溫等級;對上面層集料的選擇和細集料壓碎指標進行了探討，提出了現(xiàn)有集料存在的問題和可采取的措施;　　 ④對重載和重載交通進行了界定;提出了重載瀝青混合料的組成設(shè)計，以及當混合料空隙率不等于4.0%時，對馬氏設(shè)計和旋轉(zhuǎn)壓實設(shè)計兩種不同的方法分別提出了不同的修正公式;對Superpave混合料初始瀝青用量預估方法進行評價和修正;提出了考慮VMA標準的混合料初始瀝青用量預估方法，該方法適用于一般的密級配瀝青混合料(不添加纖維)和SMA;對馬氏設(shè)計和旋轉(zhuǎn)壓實兩種設(shè)計方法分別提出了重載耐久性瀝青混合料的技術(shù)標準?！　? ⑤用單軸貫入試驗方法測定了SMA-13, Sup-19, Sup-25采用不同集料、不同瀝青以及不同溫度下的抗剪強度，對壓實斜率K和混合料抗剪強度的關(guān)系進行了初步探討;首次采用單軸貫入試驗進行抗剪疲勞試驗并進行剪切疲勞壽命的預估，提出了抗剪結(jié)構(gòu)強度系數(shù);采用三軸試驗對SMA-13, Sup-19, Sup-25瀝青混合料在不同溫度下進行抗剪強度測試，并與單軸貫入試驗進行比較;提出了瀝青混合料抗剪設(shè)計方法;　　 ⑥采用輪轍試驗儀對混合料的車轍發(fā)展規(guī)律進行了研究，提出了不同交通量情況下車轍深度標準和動穩(wěn)定度標準;用APA對棍合料的車轍發(fā)展規(guī)律進行了研究，提出了不同交通量情況下APA車轍深度標準，并對APA和輪轍試驗二者之間建立了聯(lián)系，初步的壓實斜率K和混合料抗車轍性能進行探討:對不同混合料類型在不同溫度、不同恒定荷載下進行了單軸蠕變試驗，研究了溫度和不同成型壓力對混合料永久變形的影響;　　 ⑦提出了“減少瀝青用量，增強碾壓”這一重載路面設(shè)計途徑，通過不同成型壓力下抗剪強度，剪切疲勞，動穩(wěn)定度，APA車轍試驗，單軸蠕變試驗證明這一措施對應對重載下車轍的產(chǎn)生有顯著效果。

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