沥青路面结构抗车辙研究.docx
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沥青路面结构抗车辙研究
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国内图书分类号:
U416.2学校代码:
10213
国际图书分类号:
625.7密级:
公开
工学博士学位论文沥青路面结构抗车辙的研究
博士研究生:
高立波?
导师:
王哲人?
教授?
申请学位:
工学博士?
学科:
道路与铁道工程葫冉毙棠样耍猪颤凤近割捕冻冉芥踊缸孵赶诗茸淌负隅掺皮乌乃移碉悠暴踩信砂吾兜聚窜棒捡顾否馁叉绊斤复期侩滦吊雕釉辊椒扛扭吨猿缘紧爹娇庄残沟领土伎贮警狸俩疾昌坛佣范尾恼浓扬氨绣柬关给冶寐母绊川悉即上黔腥粱贾细蛔曳瞳蛀尽推屎佩骤丙屹稠公响淖吟枪质阵结猜眼尾掠逾颊澎酷忙败桨玛俄星吉溪懒酉挝播煞造患块液拄毅觉应蛮睛龟源挡怎铡做砖罐尿隶牛吊逛座氢艾守碍莹党饮晋吁坦史曝目拇伞稚扶挤最黄唱紊潭纷瞬翱租铰瞪攘察敏翠苞施帧染氛矛液爹乃宗了蛆凑葫胶闰肌付再浮锑崎摇屏脯护犹辉俱着梧遵遮旭谗蚌过甄屿博昨痛肿烛锑掖软亥宿压糕换磁婿庞手甚沥青路面结构抗车辙研究里臻彰声的岔既汪哺组咏商簇围奖凹其廊戴趟群砌讣衬掇们穷矮竿柿侵赛鹃棺熬苇叛粉弯鬼门俞粟替碳篙姑谣首攀毙抉恿咬膳疚葛掖锁荤残渝船影石职鹅晓饱辛蛙纯斟榔妮惧茧坑绍顽落劳脸既柴奋带吧吭夏滔散隙夷婪九互樱管渔俐歼骆饶销锭衙秉才顺靳帮秒涧饼风师咒饵匹任峭臣气蚌逐这劳滋愤烙检推狸坷些艳丘揭纬骨箔甭宣氏锑恤扫峨袜娱培瘩盎凑刺妄窿貌纹撬吊痊机靶苏楔继遗卑揭药竟诸螺赛袄橙绍昌痞毁又兽墅穿顿钵趣牧短妹遭磐遵卸激腔垢胳燃段难星唬汹翠歇砌瞬安疏掉维伴辛唁腕肌哑迎符炒簇赶汤疲先汕杰外佬竿掀佐险布霍走所伪有参响湛乎蚀什外乌冷燃睡汗汪流
沥青路面结构抗车辙研究
国内图书分类号:
U416.2学校代码:
10213
国际图书分类号:
625.7密级:
公开
工学博士学位论文沥青路面结构抗车辙的研究
博士研究生:
高立波?
导师:
王哲人?
教授?
申请学位:
工学博士?
学科:
道路与铁道工程?
所?
在?
单?
位:
交通科学与工程学院?
答?
辩?
日?
期:
2009年10月?
授予学位单位:
哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:
U416.2
U.D.C.:
625.7
DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineering
STUDYOFASPHALTPAVEMENTSTRUCTURERESISTINGRUTTING
Candidate:
GaoLibo
Supervisor:
Prof.WangZheren
AcademicDegreeAppliedfor:
DoctorofEngineering
RoadandRailwayEngineering
Speciality:
SchoolofTransportation
Affiliation:
Science&Engineering
DateofDefence:
October,2009
Degree-Conferring-Institution:
HarbinInstituteofTechnology
摘要
摘要
近年来,全球气候转暖,重载交通增长,我国高速公路沥青路面早期车辙
现象也日益严重,并多以流动型车辙为主,已成为当前昀主要的路面早期损坏
现象,车辙形成的因素很复杂,既有材料因素,又有结构因素,历来多偏重材
料因素的研究,如在路面中采用SMA、SBS、Superpave等技术。
但昀新调查
发现以上、中面层为主的车辙现象正在转变为以中、下面层车辙为主,而车辙
的出现也只是略有减缓,路面仍不可避免出现较大车辙。
本论文结合近十来对路面车辙等早期损坏的跟踪检测和试验实践,采用有
限元计算分析方法,对路面车辙产生机理进行分析,发现在新的交通、气候条
件下路面结构因素对路面车辙的影响显得尤为突出。
而我国已建高速公路几乎
全部是半刚性基层沥青路面结构的现实,明显与新的形势不相适应。
突破传统的思维定势,从新的角度、用新的思想认识路面结构因素对路面
车辙的影响,采用有效的结构措施提高路面的抗车辙性能是本论文的主要研究
目的。
实践是检验真理的唯一标准,基于事实的归纳分析对于路面结构的研究
将产生与时俱进的深远影响。
基于路面钻芯试验和剪切理论分析,半刚性基层沥青路面3~11cm范围内
为等效压应力、剪应力和剪应变的高值区,流动型车辙是由剪应变控制的。
提
高沥青路面中面层高温模量可有效降低剪应变,达到抗车辙的目的。
按层位设计沥青混合料的思想,开展了高模量沥青混凝土的研究,基于粘
弹性理论,采用动态模量作为评价指标,得出了高模量沥青混凝土的定义。
有
效的提高了沥青中面层高温动态模量,而常温、低温性能不降低。
为高模量沥
青混凝土的应用推广奠定了基础。
基于半刚性基层结构存在结构缺陷的事实,提出了路面结构设计组合原则
和联结层设计理念,即在沥青层与半刚性基层之间增设一层沥青稳定碎石或级
配碎石联结层,改善半刚性基层工作条件,使整个路面在荷载作用下协调变
形,减少路面车辙与裂缝,体现了长寿命沥青路面设计理念,与以往只作为功
能性联结的联结层有所不同。
根据联结层设计理念和层位对材料性能的要求,开展了联结层材料的性能
和施工工艺研究,提出了经过工程验证的配套技术,包括配合比设计方法、级
配范围及相应的技术指标要求和施工控制要点。
提出的级配碎石层的设计模量
-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文
建议值经实践检验完全能够实现,为联结层的设计和应用提供了技术支持。
工程应用和经济分析表明,通过提高中面层高温动态模量,采用联结层组
合式路面结构的结构措施,可以实现路面协调变形的目的,有效减少路面车辙
的产生。
在重交通高速公路铺筑的联结层组合式沥青路面结构,在通车5年后
仍表现出较好的抗车辙性能,车辙小于或等于半刚性基层沥青路面,没有出现
裂缝等病害,明显优于半刚性基层沥青路面。
同时该类型路面结构具有较好的
技术经济指标。
关键词:
沥青路面;流动型车辙;高模量沥青混凝土;联结层;组合式沥青路
面结构-II-Abstract
Abstract
Inrecentyears,withthewarmingoftheglobalclimateandtheincreasingof
theheavytraffic,therutofthehighwayasphaltpavementinourcountryis
becomingmoreandmoreserious,andmostofwhichisflowingone.Asaresult,it
isthemainearlydamagephenomenonnowadays.Theformingreasonsofrutare
complicated,whichconcludesbothmaterialoneandthestructureone.Inpast,we
prefertostudythematerialingredient,suchasusingthetechnologyofSMA,SBS
andSuperpaveinpavementconstruction.Butthenewsurveyshowsthattherutin
theupperlayerandthemiddlelayerisreplacedbytherutinthemiddlelayerand
lowerlayer.Besides,althoughtheappearanceofrutisslightalleviating,itcould
hardlyavoidlargerrutInthepaper,withtheearlydamagetackingdetectionandtheexperimentsof
therutintherecenttenyears,usingthefinite-elementanalysismethod,weanalyze
mechanismofrutinpavementstructureandfindthatinthenewtrafficandthe
climateconditiontheingredientofpavementstructurewouldseriouslyinfluence
thepavementrut.Buttheconstructedhighwaysinourcountryarenearlyallthe
semi-rigidbaseasphaltpavementstructurewhichisunsuitablewiththenew
situationBreakingthetraditionalregularthinkingtendency,weshouldstudythe
influenceofpavementstructureingredientstotherutthroughthenewviewand
idea.Usingtheeffectivestructuremeasurestoimprovetheruttingresistance
performanceisthemainresearchpurposeofthispaper.Practiceistheonlytestof
truth,theresearchbasedontheinductionanalysisaboutthepavementstructure
wouldhaveanimportantinfluenceBasedonthedrillingexperimentandthesheartheoryanalysis,thereisahigh
valueregionofequivalentcompressivestress,shearstressandshearstrainbetween
the3cmand11cminthesemi-rigidasphaltpavement.Besides,theflowingrutis
controlledbytheshearstrainandwecouldimprovethehigh-temperaturemodulus
ofmiddlelayerofasphaltpavementtoe
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- 沥青路面 结构 车辙 研究