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石质路基条件下沥青路面结构力学特性分析及ATB-30组成设计研究

作　者: 尚念宝
导　师: 武建民
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 石质路基 受力特性 沥青稳定碎石混合料 ATB-30 级配设计 最佳油石比 压实特性 路用性能
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着公路建设的迅速发展,高速公路不断向山区延伸,为了克服山区缺乏优良土质填料的缺点,并充分利用路堑和隧道开挖产生的工程性能优良的大量石质弃渣,填石路基已经成为山区高等级公路较普遍的路基形式,其可以充分利用当地材料,降低工程造价,因此本文提出了石质路基上路面结构的优化问题,采用厚度较大的沥青稳定碎石ATB-30作为柔性基层,以克服传统半刚性基层沥青路面早期病害较为严重的问题,并对ATB-30进行了组成设计研究。本文首先对山区公路石质路基条件下的三种路面结构进行了受力特性分析,主要分析了其所受剪应力和拉应力的变化情况,认为石质路基模量较高,从而使路面结构层受到的剪应力减小,但对于所采用的柔性基层,其结构层底所受拉应力较半刚性基层结构的增大,提高柔性基层ATB-30的厚度,可以减小其所受的拉应力,根据计算分析,推荐了石质路基条件下的柔性基层路面结构；并对其中的沥青稳定碎石ATB-30做了进一步的研究,采用不同的级配设计方法设计了五种级配,然后通过对不同试件成型方法的比较,最终选择了SGC法成型试件,确定了各级配相应的最佳油石比；结合路面结构中ATB-30结构层厚度较大的情况,通过SGC成型试件的压实曲线,选取K1、K2、CEI和TDI四个参数对ATB-30的压实特性进行了分析研究,经过比较选取了压实特性较好的一组级配,并对其高稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能和疲劳性能等路用性能进行了室内试验研究。结果表明所设计级配能很好地满足各项路用性能的要求.

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 问题的提出及研究目的  9
  1.2 国内外研究概况  9-13
  1.3 本文研究的主要内容  13-14
第二章 石质路基回弹模量测试及确定  14-21
  2.1 承载板法测定路基回弹模量  14-17
    2.1.1 承载板法原理  14-15
    2.1.2 现场承载板试验结果  15-17
  2.2 贝克曼梁法测定路基回弹模量  17-20
    2.2.1 贝克曼梁法原理  17-18
    2.2.2 贝克曼梁法试验结果  18-20
  2.3 设计回弹模量的确定  20
  2.4 本章小结  20-21
第三章 石质路基条件下路面各结构层受力分析  21-42
  3.1 石质路基条件下路面结构设计  21-22
  3.2 路面结构剪应力计算与分析  22-31
  3.3 路面结构拉应力计算与分析  31-40
  3.4 本章小结  40-42
第四章 沥青稳定碎石ATB-30级配设计  42-58
  4.1 现行规范法沥青稳定碎石ATB-30级配设计  42-43
    4.1.1 现行规范法设计方法概述  42
    4.1.2 现行规范法级配设计  42-43
  4.2 Superpave法沥青稳定碎石ATB-30级配设计  43-47
    4.2.1 Superpave法设计方法概述  43
    4.2.2 Superpave法级配设计  43-47
  4.3 贝雷法沥青稳定碎石ATB-30级配设计  47-55
    4.3.1 贝雷法设计方法概述  47-48
    4.3.2 贝雷法设计方法的主要内容  48-51
    4.3.3 贝雷法级配设计  51-55
  4.4 设计级配分析及确定  55-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章 ATB-30最佳油石比的确定  58-69
  5.1 试件成型方法研究  58-60
    5.1.1 马歇尔试件成型方法  58-59
    5.1.2 GTM试件成型方法  59
    5.1.3 SGC试件成型方法  59
    5.1.4 试件成型方法选择  59-60
  5.2 最佳油石比确定  60-68
    5.2.1 SGC试件制备及理论最大密度的测定  60
    5.2.2 最佳油石比确定  60-68
  5.3 本章小结  68-69
第六章 ATB-30压实特性研究  69-88
  6.1 ATB-30压实数据的研究  69-73
  6.2 ATB-30的压实特性研究  73-87
    6.2.1 初始压实次数N_(ini)与设计压实次数N_(des)之间的压实特性分析  76-79
    6.2.2 设计压实次数N_(des)与最大压实次数N_(max)之间的压实特性分析  79-82
    6.2.3 密实度能量指数对压实特性的影响  82-87
  6.3 本章小结  87-88
第七章 ATB-30路用性能研究  88-96
  7.1 ATB-30的抗疲劳性能  88-90
  7.2 ATB-30的高温稳定性能  90-92
  7.3 ATB-30的低温抗裂性能  92-93
  7.4 ATB-30的水稳定性能  93-95
    7.4.1 浸水马歇尔试验  94
    7.4.2 冻融劈裂试验  94-95
  7.5 本章小结  95-96
主要结论及展望  96-97
  1.主要结论  96
  2.展望  96-97
参考文献  97-99
致谢  99

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路面工程 > 路面：按使用材料分 > 沥青路面
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