沥青稳定碎石排水层的设计与试验研究
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摘要
国内外大量的路面损坏状况调查和路面使用经验表明，进入路面结构内的自由水是造成或加速路面损坏的首要原因。因此，在路面内部设置排水系统，将积滞在路面结构内的水分及时排除到路面和路基结构外，将极大地改善路面的使用性能和延长道路使用寿命。
沥青稳定碎石排水层在路面结构中的层位设置和材料性质直接影响到路面排水系统的设置效果，其设计和研究是整个路面内部排水系统研究的基础。立足于由传统的高等级公路半刚性基层沥青路面的水损坏而引起的路面结构排水问题这一事实，本文结合国内外研究成果的调研，对沥青稳定碎石排水层进行了设计和试验研究。
本文以高等级公路沥青路面的典型结构形式作为未设排水层的路面结构原型，通过不同的设置层位分析对排水层的回弹模量和厚度的要求，探讨设置排水层的路面结构的一些结构参数适宜的取值范围，并在此基础上运用灰色系统关联分析方法，对不同设置层位的路面结构的技术指标进行比较分析，得出较优的层位设置方案。
对沥青稳定碎石排水层混合料的材料组成进行了精心的室内试验设计，依据室内试验结果，对沥青稳定碎石排水层混合料的透水性能、力学性能和耐久性能进行了各种因素的影响分析，经数理统计分析获得了有关性能指标之间的经验关系，找到了透水性能和力学性能之间的平衡点。通过混合料在不同浸水条件下的性能试验，对混合料的耐久性能进行了验证。
结合结构分析与室内试验分析的结果，提出了沥青稳定碎石排水层混合料的综合设计方法，并实际运用于试验路的结构设计和排水系统设计。由于时间限制，仅对试验路的施工工艺及质量检测提出了设计方案，有待于进一步验证。
According to a lot of investigations on pavement service condition, inadequate subsurface drainage of pavement has been identified as a primary cause of unsatisfactory pavement performance and premature failures. It is commonly recognized that subsurface drainage system can improve pavement performance and extend service life.
As an essential part of subsurface drainage system, the layer setting and characteristics of asphalt treated permeable material directly affect the performance of subsurface drainage system, which is lucubrated in this paper.
Based on the typical semi-rigid pavement without permeable layer, using multilayer elastic system program, rational pavement structure with permeable layer at different locations is first analyzed. Then, using statistical method, performance indexes are compared, and the prior layer setting is obtained.
Through elaborate indoor tests, the drainage performance, mechanics performance and durability of asphalt treated permeable material are researched. By statistical analyses of vast test data, the balance range of air voids is obtained, via performance tests in different saturation conditions, the durability of the material is gained.
Finally, this paper brings forward the mix integrated design method of asphalt treated permeable material incorporating the results of structure analyses and tests. And the rational proposal and requirement for pavement subsurface drainage system of test road is suggested.
沥青稳定碎石排水层在路面结构中的层位设置和材料性质直接影响到路面排水系统的设置效果，其设计和研究是整个路面内部排水系统研究的基础。立足于由传统的高等级公路半刚性基层沥青路面的水损坏而引起的路面结构排水问题这一事实，本文结合国内外研究成果的调研，对沥青稳定碎石排水层进行了设计和试验研究。
本文以高等级公路沥青路面的典型结构形式作为未设排水层的路面结构原型，通过不同的设置层位分析对排水层的回弹模量和厚度的要求，探讨设置排水层的路面结构的一些结构参数适宜的取值范围，并在此基础上运用灰色系统关联分析方法，对不同设置层位的路面结构的技术指标进行比较分析，得出较优的层位设置方案。
对沥青稳定碎石排水层混合料的材料组成进行了精心的室内试验设计，依据室内试验结果，对沥青稳定碎石排水层混合料的透水性能、力学性能和耐久性能进行了各种因素的影响分析，经数理统计分析获得了有关性能指标之间的经验关系，找到了透水性能和力学性能之间的平衡点。通过混合料在不同浸水条件下的性能试验，对混合料的耐久性能进行了验证。
结合结构分析与室内试验分析的结果，提出了沥青稳定碎石排水层混合料的综合设计方法，并实际运用于试验路的结构设计和排水系统设计。由于时间限制，仅对试验路的施工工艺及质量检测提出了设计方案，有待于进一步验证。
According to a lot of investigations on pavement service condition, inadequate subsurface drainage of pavement has been identified as a primary cause of unsatisfactory pavement performance and premature failures. It is commonly recognized that subsurface drainage system can improve pavement performance and extend service life.
As an essential part of subsurface drainage system, the layer setting and characteristics of asphalt treated permeable material directly affect the performance of subsurface drainage system, which is lucubrated in this paper.
Based on the typical semi-rigid pavement without permeable layer, using multilayer elastic system program, rational pavement structure with permeable layer at different locations is first analyzed. Then, using statistical method, performance indexes are compared, and the prior layer setting is obtained.
Through elaborate indoor tests, the drainage performance, mechanics performance and durability of asphalt treated permeable material are researched. By statistical analyses of vast test data, the balance range of air voids is obtained, via performance tests in different saturation conditions, the durability of the material is gained.
Finally, this paper brings forward the mix integrated design method of asphalt treated permeable material incorporating the results of structure analyses and tests. And the rational proposal and requirement for pavement subsurface drainage system of test road is suggested.
引文
[1] The Asphalt Institute. Drainage of asphalt pavement structures (MS-15). Lexington, KY: The Asphalt Institute, 1996
[2] 吴昌兴．路面结构排水试验研究：[硕士学位论文]．上海：同济大学，1997
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[6] 高速公路丛书编委会．高速公路路面设计与施工．北京：人民交通出版社，2001
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