高温多雨条件下二级公路沥青路面结构与材料优化研究

发布时间：2022-12-22 20:33

　　半刚性基层沥青路面早期就出现车辙、裂缝和水损害等病害;由于江西省高温多雨的气候特征,早期病害更为严重。因此,本文基于江西境内G316福兰线资溪花山界至南城改扩建工程,针对高温多雨条件,对水泥稳定碎石基层沥青路面结构与材料进行优化研究,以达到提高其路用性能的目的,为相同气候条件下的沥青路面设计提供参考。本文经过系统的调研、有限元数值分析和试验研究,取得以下几个方面的成果:（1）调查了江西省各个市区的气候状况,进行沥青路面使用性能气候分区;同时对江西省内二级公路沥青路面结构和病害进行了调研;总结出了江西省的气候特点、二级公路常用沥青路面结构和典型早期病害。（2）基于依托工程,以水泥作为抗剥落剂,对不同水泥掺量的上、下面层材料进行室内试验,检验各路用性能;结果表明:在添加一定量的水泥后,上、下面层沥青混合料的水稳定性得到显著提高,且随着水泥用量的增加性能更佳;AC-13沥青混合料在水泥剂量为1%时,水稳定性达到最好;AC-20沥青混合料在水泥剂量为2%时,水稳定性能最佳。当AC-13沥青混合料中水泥用量为1%时,损害后残留稳定度增加到81.6%,达到AC-13（SBS）混合料的93.8%。A... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 沥青路面结构研究现状
        1.2.2 高温多雨条件下沥青路面材料研究现状
        1.2.3 有限元法在沥青路面中的应用现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第2章 江西省气候与沥青路面使用现状调查
    2.1 气候条件
        2.1.1 降雨
        2.1.2 气温
    2.2 二级公路沥青路面使用现状
        2.2.1 交通条件
        2.2.2 路面结构调查
        2.2.3 沥青路面病害分析
    2.3 本章小结
第3章 沥青路面材料优化研究
    3.1 优化目的
    3.2 试验原材料
        3.2.1 集料性质
        3.2.2 沥青性质
        3.2.3 水泥性质
    3.3 配合比设计
        3.3.1 矿料级配设计
        3.3.2 最佳沥青用量设计
        3.3.3 混合料的基本性能检验
        3.3.4 设计结果
    3.4 试验设计
    3.5 水稳定性研究
        3.5.1 试验方法
        3.5.2 试验方案
        3.5.3 结果分析
    3.6 水热性能研究
        3.6.1 试验方法
        3.6.2 试验方案
        3.6.3 结果分析
    3.7 面层材料优化结果
    3.8 本章小结
第4章 沥青路面结构优化研究
    4.1 结构优化目的
    4.2 力学行为分析
        4.2.1 结构组合设计
        4.2.2 有限元模型的建立
        4.2.3 力学响应结果分析
    4.3 力学性能指标影响因素分析
        4.3.1 设计指标
        4.3.2 沥青面层层底拉应变影响因素分析
        4.3.3 水泥稳定碎石基层层底拉应力影响因素分析
        4.3.4 路基顶面竖向压应变影响因素分析
        4.3.5 沥青混合料层内最大剪应力影响因素分析
    4.4 结构验算
        4.4.1 累积当量轴次计算
        4.4.2 无机结合料稳定层疲劳开裂验算
        4.4.3 沥青混合料层永久变形量验算
    4.5 下面层厚度研究
        4.5.1 厚度设计
        4.5.2 材料参数选择
        4.5.3 力学性能指标分析
    4.6 基层厚度研究
        4.6.1 基层厚度设计
        4.6.2 力学性能指标分析
    4.7 本章小结
第5章 高温多雨条件下沥青路面结构与材料优化
    5.1 高温条件下沥青路面结构与材料优化
        5.1.1 材料改变结构不变
        5.1.2 材料不变结构改变
        5.1.3 材料与结构同时改变
    5.2 多雨条件下沥青路面结构与材料优化
        5.2.1 材料改变结构不变
        5.2.2 材料与结构同时改变
    5.3 高温多雨条件下沥青路面结构与材料优化
        5.3.1 材料改变结构不变
        5.3.2 材料与结构同时改变
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]对我国沥青路面现行设计指标的评述[J]. 姚祖康.  公路. 2003(02)
[2]ABAQUS有限元分析软件中Duncan-Chang模型的二次开发[J]. 张欣,丁秀丽,李术才,中国科学院武汉岩土力学研究所,武汉430071.  长江科学院院报. 2005(04)
[3]高温多雨条件下沥青混合料水损害模拟研究[J]. 冯俊领,郭忠印,陈崇驹,李德章.  建筑材料学报. 2007(05)
[4]AC-13沥青混合料级配优化设计研究[J]. 黄云涌,刘宏富,胡贵华.  中外公路. 2008(03)
[5]沥青混合料粘弹性行为ABAQUS有限元模拟[J]. 范安俊,黄晓明,彭彬.  石油沥青. 2009(05)
[6]骨架密实型沥青混合料集料级配设计方法[J]. 王立久,刘慧.  中国公路学报. 2008(05)
[7]降雨入渗时沥青路面流固耦合作用的力学响应[J]. 吴国雄,周宇,杨锐.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(06)
[8]用于高温多雨地区重载高速公路的AC-20级配设计研究[J]. 蒋功雪,钟梦武,罗志高,朱沅峰,寻浩,袁海雅.  公路. 2012(10)
[9]沥青路面结构早期损坏层位分析及对策研究[J]. 谭忆秋,姚李,王海朋,杜群乐,党奇志.  公路交通科技. 2012(05)
[10]水-荷耦合作用下的沥青混合料永久变形研究[J]. 路贺伟,张宏超,孙立军.  建筑材料学报. 2012(06)

博士论文
[1]基于四川气候和轴载要求的半刚性基层沥青路面设计研究[D]. 周泽洪.长安大学 2015

硕士论文
[1]基于使用性能的沥青路面面层结构与材料优化研究[D]. 马强.长安大学 2011
[2]高温多雨潮湿地区沥青混合料级配优化设计及技术性能研究[D]. 蒋锦毅.长安大学 2011
[3]基于抗车辙功能的高模量沥青混凝土路面力学响应与结构设计[D]. 徐占磊.长安大学 2011
[4]沥青路面设计指标研究[D]. 王秀芳.长安大学 2007



本文编号：3723993