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沥青稳定碎石基层在常张高速公路上的应用研究

作　者: 王云
导　师: 赵明华；刘义虎
学　校: 湖南大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 路面工程沥青稳定碎石基层配合比设计三指标设计法施工工艺
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着我国交通基础设施建设的迅猛发展以及研究的深入,单一的半刚性基层沥青路面已不能满足形势的需要,特别是半刚性材料的收缩开裂不能得到有效的防治,沥青稳定碎石基层不同于我国传统使用的半刚性基层,属于柔性基层的范畴,而与半刚性基层相比,沥青稳定碎石基层具有水稳定性好、施工速度快、维护养护费用低、使用寿命长等优点。具有较高的抗剪强度和优良的抗疲劳特性,能够有效抑制和减少沥青路面反射裂缝的产生,有着良好的经济效益和路用性能。首先,本文在参考国内外相关研究成果的基础上,提出了沥青稳定碎石基层混合料的强度理论和路用性能要求,并分析了在湖南省高速公路上应用沥青稳定碎石基层应采用的混合料类型和级配范围,提出了基于经济性的简单易行的ATB-25材料组成设计方法—“三指标设计法”,并通过试验路进行了验证。其次,本文基于常张高速公路路面结构的特点,建立了两种路面结构形式的概化模型,采用壳牌公司开发的计算分析程序对沥青稳定碎石基层路面结构及其对比分析结构(半刚性基层沥青路面结构)进行了较为全面的应力应变分析,系统地研究了沥青稳定碎石基层混合料的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能等路用性能,包括半刚性底基层厚度、半刚性底基层模量、沥青稳定碎石基层厚度等因素对以沥青稳定碎石路面结构的各结构层最大拉应力和结构疲劳寿命的影响,获得了一些定性的结论。最后,对高速公路沥青稳定碎石基层的施工技术进行了系统研究,提出了适合湖南省高速公路的沥青稳定碎石基层的施工质量控制指标,通过试验工程进行了沥青稳定碎石混合料的生产配合比设计和最佳油石比确定,以及混合料路用性能的现场检验,提出了施工控制要求与质量保证措施。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-18
  1.1 研究背景及意义  11-13
    1.1.1 研究背景  11-12
    1.1.2 研究意义  12-13
  1.2 国内外研究动态  13-17
    1.2.1 国外研究动态  13-16
    1.2.2 国内研究动态  16-17
  1.3 本文的研究方法与内容  17-18
第2章沥青稳定碎石基层的强度理论与性能要求  18-24
  2.1 沥青稳定碎石基层的强度理论  18-20
    2.1.1 沥青稳定碎石混合料的组成  18-20
  2.2 沥青稳定碎石混合料的强度形成机理  20-21
  2.3 沥青稳定碎石混合料的强度影响因素  21-22
  2.4 沥青稳定碎石混合料的路用性能  22-24
    2.4.1 低温抗裂性  22
    2.4.2 疲劳特性  22-23
    2.4.3 高温稳定性  23-24
第3章沥青稳定碎石混合料配合比设计研究  24-31
  3.1 沥青稳定碎石级配范围的确定  24-27
    3.1.1 原材料技术要求  24-26
    3.1.2 级配要求  26-27
  3.2 沥青稳定碎石材料组成设计方法研究  27-31
    3.2.1 设计参数的确定  27-29
    3.2.2 沥青用量的确定方法  29-31
第4章沥青稳定碎石基层路面结构应力应变分析  31-43
  4.1 分析模型的建立  31-32
  4.2 沥青稳定碎石基层结构应力应变分析  32-37
    4.2.1 半刚性基层沥青路面结构应力应变分析  33-34
    4.2.2 沥青稳定碎石基层沥青路面结构应力应变分析  34-36
    4.2.3 两种结构的综合分析  36-37
  4.3 沥青稳定碎石基层拉应力特性分析  37-40
    4.3.1 沥青稳定碎石基层厚度对最大拉应力的影响  37-38
    4.3.2 半刚性底基层厚度对最大拉应力的影响  38-39
    4.3.3 半刚性底基层模量对最大拉应力的影响  39-40
  4.4 沥青稳定碎石基层剪应力特性分析  40-43
    4.4.1 最大剪应力的分布  40-41
    4.4.2 沥青稳定碎石基层厚度对结构最大剪应力的影响分析  41
    4.4.3 半刚性底基层厚度对结构最大剪应力的影响分析  41-42
    4.4.4 半刚性底基层模量对结构最大剪应力的影响分析  42
    4.4.5 沥青层模量对结构最大剪应力的影响分析  42-43
第5章沥青稳定碎石基层的路用性能研究  43-61
  5.1 沥青稳定碎石基层防裂机理分析  43-45
    5.1.1 半刚性沥青路面反射裂缝的形成机理  43-44
    5.1.2 沥青稳定碎石基层的防裂机理分析  44-45
  5.2 沥青稳定碎石基层结构疲劳特性分析  45-50
    5.2.1 设计方法  45-47
    5.2.2 设计参数对结构疲劳寿命的影响  47-50
  5.3 沥青稳定碎石基层结构高温稳定性分析  50-61
    5.3.1 不考虑行车荷载水平力的情况下沥青路面内部剪应力分析  53-56
    5.3.2 考虑行车荷载水平力的情况下沥青路面内部剪应力分析  56-58
    5.3.3 高温条件下沥青路面内部剪应力分析  58-59
    5.3.4 小结  59-61
第6章沥青稳定碎石基层施工的控制要求  61-72
  6.1 依托工程概况  61-62
  6.2 ATB-25 沥青稳定碎石基层的施工工艺研究  62-65
    6.2.1 施工前准备工作及下承层准备  62
    6.2.2 混合料拌和  62-63
    6.2.3 混合料舶运输  63
    6.2.4 混合料的摊铺  63-64
    6.2.5 混合料的压实及成型  64-65
    6.2.6 接缝处理  65
  6.3 ATB-25 沥青稳定碎石基层的控制指标研究  65-72
    6.3.1 施工质量控制指标  65-70
    6.3.2 试验路强度检测  70-72
结语  72-74
参考文献  74-77
致谢  77

沥青稳定碎石基层在常张高速公路上的应用研究

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