沥青稳定碎石结构层设计参数的研究
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摘要
改革开放以来,中国公路发展速度最快,规模最大,最具活力的时期。中国长期以来一直使用半刚性基层,但是在使用过程中发现了很多问题,如车辙、冲刷、翻浆、唧泥、拥包等等,这让广大的道路工程师们不得不寻求一种基本能解决这些问题的新型基层结构,柔性基层就是在这种情况下应运而生。柔性基层具有较高的抗剪强度和抗疲劳特性,能够有效抑制和减少沥青路面反射裂缝的产生,可以减少半刚性基层的一些病害,有良好的经济效益和路用性能。论文依托广西壮族自治区交通厅项目《广西公路沥青路面实体结构技术参数的结构形式合理选定试验研究》课题,针对沥青路面柔性基层的结构设计参数展开研究。
论文在参考国内外相关研究成果的基础上,选定了1种试验级配进行了优化设计;并且把半柔性路面的思想应用于路面基层,掺加水泥替代一部分矿粉,比较柔性基层及半柔性基层的优劣。通过大量的室内研究,提出了沥青稳定碎石3项设计参数,即:车辙指标,力学强度指标,以及抗剪强度指标。通过这些试验检验了柔性基层的高温稳定性,水稳定性,力学性能和抗剪强度指标。在试验方法上屏弃三轴试验测试沥青混合料的复杂方法,改用相对简单的单轴贯入法来测试沥青混合料的抗剪强度,并建立了动稳定度与抗剪强度的关系。
Since China's reform and opening, road industry in China has been developed in an amazing fast speed. Engineers developed many new ways and methods out of the problems due to old construction ways. Semi-rigid base, which was commonly used, was found leading to problems like wheel track, erosion, frost boil, slurry and lump. Engineers had to search for a new base structure, thus flexible base was developed. Flexible base base has high shear strength and anti-fatigue property. The special property could help eliminate problems we have on asphalt pavement (such as reflective crack) and semi-rigid base. The author high appreciates the property, and believes this property could bring good return on economic benefit and road research if well used. This paper, based on project Test and Research on Asphalt Pavement Technical Parameter under Communication Department of Guangxi Zhuang Autonomous Region, introduces the author's research on structure technical parameter of asphalt pavement flexible base.
The author, after studying on related research achievement both in and abroad, uses two asphalt-stabilized aggregate gradations in his research, China ATB-25 grading and Britain -25 grading. Semi-flexible pavement is introduced in the paper. The author replaces part of mine power in both gradations; compare the test result of each to see the advantages and disadvantages of flexible base. The author, based on a mass of laboratory experimental data, summarizes 3 design parameters of asphalt-stabilized aggregate: wheel track index, strength index and shear strength. The test verifies high-temperature stability, water stability, mechanic property, and shear strength index. The author uses uniaxial penetration, a simpler method other than triaxial to test the shear strength of asphalt mixture. Besides, relationship between dynamic stability and shear strength is developed.
论文在参考国内外相关研究成果的基础上,选定了1种试验级配进行了优化设计;并且把半柔性路面的思想应用于路面基层,掺加水泥替代一部分矿粉,比较柔性基层及半柔性基层的优劣。通过大量的室内研究,提出了沥青稳定碎石3项设计参数,即:车辙指标,力学强度指标,以及抗剪强度指标。通过这些试验检验了柔性基层的高温稳定性,水稳定性,力学性能和抗剪强度指标。在试验方法上屏弃三轴试验测试沥青混合料的复杂方法,改用相对简单的单轴贯入法来测试沥青混合料的抗剪强度,并建立了动稳定度与抗剪强度的关系。
Since China's reform and opening, road industry in China has been developed in an amazing fast speed. Engineers developed many new ways and methods out of the problems due to old construction ways. Semi-rigid base, which was commonly used, was found leading to problems like wheel track, erosion, frost boil, slurry and lump. Engineers had to search for a new base structure, thus flexible base was developed. Flexible base base has high shear strength and anti-fatigue property. The special property could help eliminate problems we have on asphalt pavement (such as reflective crack) and semi-rigid base. The author high appreciates the property, and believes this property could bring good return on economic benefit and road research if well used. This paper, based on project Test and Research on Asphalt Pavement Technical Parameter under Communication Department of Guangxi Zhuang Autonomous Region, introduces the author's research on structure technical parameter of asphalt pavement flexible base.
The author, after studying on related research achievement both in and abroad, uses two asphalt-stabilized aggregate gradations in his research, China ATB-25 grading and Britain -25 grading. Semi-flexible pavement is introduced in the paper. The author replaces part of mine power in both gradations; compare the test result of each to see the advantages and disadvantages of flexible base. The author, based on a mass of laboratory experimental data, summarizes 3 design parameters of asphalt-stabilized aggregate: wheel track index, strength index and shear strength. The test verifies high-temperature stability, water stability, mechanic property, and shear strength index. The author uses uniaxial penetration, a simpler method other than triaxial to test the shear strength of asphalt mixture. Besides, relationship between dynamic stability and shear strength is developed.
引文
[1]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.第一版.人民交通出版社.1999
[2]沈金安,李福普,陈景.高速公路沥青路面早期破坏损坏分析与防治对策.第一版.人民交通出版社.2004
[3]沈金安,沥青及沥青混合料路用性能.第一版.人民交通出版社.2001
[4]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.第一版.人民交通出版社.2001
[5]孙立军.沥青路面结构行为理论.第二版.人民交通出版社.2005
[6]黄晓明,吴少鹏,赵永利.沥青与沥青混合料.第一版.东南大学出版社.2002
[7]刘中林,田文,史建方,谭发茂编著.高等级公路沥青混泥土路面新技术.第一版.人民交通出版社.1999
[8]孙德栋,彭波等.沥青路面设计与施工技术.第一版.黄河水利出版社.2003
[9]武和平.高等级公路路面结构设计方法.第一版.人民交通出版社.1999
[10]王抒红,杜二鹏等.沥青混合料级配曲线的走向.东北公路.1997年.第20卷(3).31-35
[11]杨群,黄晓明.沥青稳定基层混合料变形性能试验研究.东南大学学报.2001年.第31卷(5).48-52
[12]林绣贤.柔性路面结构设计方法.第一版.人民交通出版社.1988
[13]吕伟民.沥青与沥青混合料.第一版.同济大学出版社.2000
[14]E.R.Brown,J.E.Haddock,R.B.Mallick,T.A.Lynn.Development of A Mixtures Design Procedure for Stone Matrix Asphalt(SMA)[R].NCAT.1997
[15]E.R.Brown,J.E.Haddock.A Method Ensure Stone-on-Stone Contact in Stone Matrix Asphalt Paving Mixtures[R],NCAT.1997
[16]Kiryukhin,G.N,2001,Influence of rheological characteristics of asphalt concrete and interlayer bitumen on the formation of reflective cracks in pavements,Proceeding of soyuzdornii,iss.200,M,pp 4-17
[17]G.N.Kiryukhin,2002,Asphalt mixture design on the criteria of shear and crack resistance of the pavement,The ninth asphalt pavement structure conference
[18]Mahmoud Ameri-Gaznon and Dallas N.little,Octahedral shear stress analyses of an ACP overlay on a rigid base,Proceeding of association of asphalt paving technology vol.58,1989,pp 443-479
[19]Perpetual Pavements-A Synthesis.APA(Asphalt Pavement Alliance).2002
[20]袁宏伟.Superpave沥青混合料设计方法与压实原理研究.长安大学硕士论文.2001
[21]王玲娟.沥青稳定碎石基层混合料设计方法与路用性能研究.长安大学硕士论文.2004
[22]袁迎捷.沥青稳定碎石基层材料组成设计方法研究.长安大学硕士论文.2003
[23]李丽民.沥青稳定碎石基层材料组成设计与路用性能研究.重庆交通大学硕士论文.2006
[24]林晓.大粒径沥青混合料的级配优化.重庆交通大学硕士论文.2006
[25]易湘舒.多年冻土地区沥青稳定碎石基层混合料路用性能研究.长安大学硕士论文.2003
[26]杨群,黄晓明.沥青稳定基层混合料设计方法研究.东南大学学报.2001年,第31卷(3).44-47
[27]林绣贤.关于沥青混凝土路面设计中抗剪强度指标的建议.公路.2004年,第12期,62-69
[28]陈东.沥青混合料高温抗剪强度指标与动稳定度相关性研究.湖南交通科技.2006年,第12期,19-22
[29]交通部公路科研所主编.JTG D40-2006.公路沥青路面设计规范.北京.人民交通出版社.2006
[30]曹荣吉.沥青稳定碎石基层在宁连公路上的应用研究.江苏交通科技.2003年.第4期.30-33
[31]交通部公路科研所主编.JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范.北京.人民交通出版社.2004
[32]林绣贤.沥青混凝土合理集料组成的计算公式.华东公路.2003年.第1期.82-84
[33]何兆益,唐伯明.柔性基层沥青路面非线性特征及模量研究.公路交通科技.2001年.第18卷(1).13-16
[34]王新明.高性能沥青路面Superpave级配设计方法分析.石油沥青.2003年.第17卷(4).61-64
[35]交通部公路科研所主编.JTJ 032—94.公路沥青路面施工技术规范.北京.人民交通出版社.1994
[36]韩子东.道路结构温度场研究.长安大学硕士学位论文.2001
[37]郝培文,徐金枝,周怀治.应用贝雷法进行级配组成设计的关键技术.长安大学学报·2004第24卷(6)·1-6
[38]陈爱文,郝培文.应用贝雷法设计和检验级配.中外公路.2004年.第24卷(5)·101-103
[39]交通部公路科研所主编.JTJ058-2000.公路工程集料试验规程·北京·人民交通出版社.2004
[40]交通部公路科研所主编.JTJ052-2000.公路工程沥青及沥青混合料试验规程·北京·人民交通出版社.2000
[41]周卫峰,魏如喜,赵可.SMA的GTM设计方法、路用性能及施工工艺·中国市政工程·2001年·第22卷(5).15-17
[42]赵永利,吴震,黄晓明.沥青混合料水稳定性的试验研究.东南大学学报·2001年·第31卷 (5).99-102
[43]袁承栋,顾江鸣,薛华,陆长兵.大粒径沥青混合料高温稳定性能研究.石油沥青2004年.第18卷(3).14-17
[44]邓学钧,黄晓明,路面设计原理与方法.第一版.人民交通出版社.2001年
[45]张起森.高等级路面设计理论与方法料.第一版.人民交通出版社.2005
[46]王福贵,汪太龙,道路沥青性能分析.石油规划设计.2004年.第15卷(6).43-45
[47]虞文景,张晓燕,孔繁盛.道路石油沥青技术指标分析.山西交通科技.2004年.第17卷(2).1-5
[48]张毅.多年冻土地区沥青混合料低温抗裂性能及配合比设计方法研究.长安大学硕士论文.2004
[49]张登良.沥青路面工程手册.第一版.人民交通出版社.2003
[2]沈金安,李福普,陈景.高速公路沥青路面早期破坏损坏分析与防治对策.第一版.人民交通出版社.2004
[3]沈金安,沥青及沥青混合料路用性能.第一版.人民交通出版社.2001
[4]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.第一版.人民交通出版社.2001
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[6]黄晓明,吴少鹏,赵永利.沥青与沥青混合料.第一版.东南大学出版社.2002
[7]刘中林,田文,史建方,谭发茂编著.高等级公路沥青混泥土路面新技术.第一版.人民交通出版社.1999
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[24]林晓.大粒径沥青混合料的级配优化.重庆交通大学硕士论文.2006
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[38]陈爱文,郝培文.应用贝雷法设计和检验级配.中外公路.2004年.第24卷(5)·101-103
[39]交通部公路科研所主编.JTJ058-2000.公路工程集料试验规程·北京·人民交通出版社.2004
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[41]周卫峰,魏如喜,赵可.SMA的GTM设计方法、路用性能及施工工艺·中国市政工程·2001年·第22卷(5).15-17
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[45]张起森.高等级路面设计理论与方法料.第一版.人民交通出版社.2005
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[47]虞文景,张晓燕,孔繁盛.道路石油沥青技术指标分析.山西交通科技.2004年.第17卷(2).1-5
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[49]张登良.沥青路面工程手册.第一版.人民交通出版社.2003