南方多雨地区高速公路碎石垫层应用技术研究
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摘要
半刚性材料具有抗变形能力强、承载能力高、具有较好的水稳定性和抗冻性，因此半刚性基层路面在我国应用广泛。但随着半刚性基层沥青路面的大量使用，人们逐渐发现其存在路面使用性能降低快，路面服务年限缩短等问题。尤其在南方多雨潮湿地区，半刚性基层路面的早期破坏现象更为严重。针对这一问题，本论文提出在半刚性底基层与路基之间设置碎石垫层，起到排水及透气的功能，以此来增强路面结构的承载能力和延长使用寿命。
本论文以我国传统的双圆荷载模型为计算模型，利用Bisar3.0软件对影响路面结构的重要指标如路表弯沉、半刚性基层层底拉应力、沥青层底拉应变及路基顶面压应变进行了分析；通过改变土基模量和轴载的大小，对路表弯沉和层底拉应力进行分析，说明了碎石垫层能够提高路面承载能力的作用；利用HPDS2006软件，通过路表弯沉反算累计轴载作用次数证明了碎石垫层能够起到提高路面的使用寿命的作用。
本论文根据沙院士的SAC级配设计方法与检验方法对粗集料含量分别为55%，65%，65%，70%，75%及矿粉含量分别为2%，4%，6%，8%，10%的不同级配的混合料进行渗水性能，强度性能及储水能力的试验，确定出碎石垫层的推荐级配范围，并根据碎石垫层粗集料的干捣实空隙率提出了碎石垫层的级配检验方法。
通过宁道高速的观测数据进行了深入的研究，提出了在施工质量过程控制的的重要指标；针对级配碎石垫层不同施工方法的集料进行级配筛分试验进行数据的判断，分析其离析程度，判断施工方法的优劣；通过含水量的检测确定出拌合时适宜的加水量，通过实验路确定出碎石垫层的压实遍数；通过对碎石垫层弯沉值、回弹模量及其渗水性能的检测，验证了级配碎石垫层的路用性能。
The Semi-rigid base material possesses high resistance to deformation ability,bearing capacity, better water stability and freezing resistance, which has a widerange of applications in our country. With semi- rigid base asphalt pavement has beenused widely , people increasingly found that its Pavement performance reduce fast aswell as Pavement service life is short. Especially some raininess humidification areain south, early destruction phenomenon of semi- rigid base asphalt pavement is moreserious. This article in view of this question, put forward setting broken stonehardcore between semi-rigid subbase and subgrade to make the function of drainageand breathe freely, in order to enhance the bearing capacity of the pavement structureand service life.
This paper use traditional double disk load model for calculation model, throughthe use of Bisar3.0 software, influence of pavement structure of important indicatorssuch as deflection, stress and strain are analyzed; We made analysis on surfacedeflection and bottom layer tensile stress through changing modulus of subgrade andaxial load, and proved that broken stone hardcore can improve the bearing capacity;Through the HPDS2006, calculating cumulative effect of axial load from surfacedeflection proved cushion can rise the service life of pavement .
This paper according to sha academicians SAC gradation design theory ofcoarse aggregate content were 55%, 65%, 65%, 70%, 75% and 2% respectively,mineral content, 4%, 6%, 8%,10% of the hybrid materials with permeableperformance, strength and water ability test performance, to determine the gravelpad to recommend the gradation range.
For better ways of the observed data of a deep research, put forward theconstruction quality control in the process of the important indicator; Graded gravelto cushion the different construction methods for the aggregate gradation screeningtest data judgment, and analyzes its degree of segregation, judge the merits of theconstruction method; Through the water content test to determine when whitesuitable water addition, through the experimental way to determine the gravel padcompaction; Through the rubble cushion deflection value, the springback modulusand permeable performance testing to verify the cushion of the gradation gravel roadwith properties.
本论文以我国传统的双圆荷载模型为计算模型，利用Bisar3.0软件对影响路面结构的重要指标如路表弯沉、半刚性基层层底拉应力、沥青层底拉应变及路基顶面压应变进行了分析；通过改变土基模量和轴载的大小，对路表弯沉和层底拉应力进行分析，说明了碎石垫层能够提高路面承载能力的作用；利用HPDS2006软件，通过路表弯沉反算累计轴载作用次数证明了碎石垫层能够起到提高路面的使用寿命的作用。
本论文根据沙院士的SAC级配设计方法与检验方法对粗集料含量分别为55%，65%，65%，70%，75%及矿粉含量分别为2%，4%，6%，8%，10%的不同级配的混合料进行渗水性能，强度性能及储水能力的试验，确定出碎石垫层的推荐级配范围，并根据碎石垫层粗集料的干捣实空隙率提出了碎石垫层的级配检验方法。
通过宁道高速的观测数据进行了深入的研究，提出了在施工质量过程控制的的重要指标；针对级配碎石垫层不同施工方法的集料进行级配筛分试验进行数据的判断，分析其离析程度，判断施工方法的优劣；通过含水量的检测确定出拌合时适宜的加水量，通过实验路确定出碎石垫层的压实遍数；通过对碎石垫层弯沉值、回弹模量及其渗水性能的检测，验证了级配碎石垫层的路用性能。
The Semi-rigid base material possesses high resistance to deformation ability,bearing capacity, better water stability and freezing resistance, which has a widerange of applications in our country. With semi- rigid base asphalt pavement has beenused widely , people increasingly found that its Pavement performance reduce fast aswell as Pavement service life is short. Especially some raininess humidification areain south, early destruction phenomenon of semi- rigid base asphalt pavement is moreserious. This article in view of this question, put forward setting broken stonehardcore between semi-rigid subbase and subgrade to make the function of drainageand breathe freely, in order to enhance the bearing capacity of the pavement structureand service life.
This paper use traditional double disk load model for calculation model, throughthe use of Bisar3.0 software, influence of pavement structure of important indicatorssuch as deflection, stress and strain are analyzed; We made analysis on surfacedeflection and bottom layer tensile stress through changing modulus of subgrade andaxial load, and proved that broken stone hardcore can improve the bearing capacity;Through the HPDS2006, calculating cumulative effect of axial load from surfacedeflection proved cushion can rise the service life of pavement .
This paper according to sha academicians SAC gradation design theory ofcoarse aggregate content were 55%, 65%, 65%, 70%, 75% and 2% respectively,mineral content, 4%, 6%, 8%,10% of the hybrid materials with permeableperformance, strength and water ability test performance, to determine the gravelpad to recommend the gradation range.
For better ways of the observed data of a deep research, put forward theconstruction quality control in the process of the important indicator; Graded gravelto cushion the different construction methods for the aggregate gradation screeningtest data judgment, and analyzes its degree of segregation, judge the merits of theconstruction method; Through the water content test to determine when whitesuitable water addition, through the experimental way to determine the gravel padcompaction; Through the rubble cushion deflection value, the springback modulusand permeable performance testing to verify the cushion of the gradation gravel roadwith properties.
引文
[1]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面[M].北京:人民交通出版社，1999
[2]杨永顺，韦金城等.永久性沥青路面设计方法研究[R].交通部联合攻关项目、山东省交通科技计划项目报告，山东省交通厅公路局等，2008
[3]黄小军，孙立军等.重交通柔性路面结构设计方法研究[R].交通部科技项目报告，广东渝湛高速公路有限公司等，2008
[4]玛庆雷.基于刚性基层的耐久性沥青路面结构研究[D].[长安大学硕士学位论文]西安:长安大学，2006
[5] Long Term Pavement Performanee Information[J].Federal Highway Administra-tion，2001
[6]薛小刚.设置功能层的沥青路面结构与材料研究[D].[长安大学博士学位论文].西安:长安大学，2010
[7] J.Bonnot.Semi-rigid Pavements[M].PIARC Teehnieal Committees，1991
[8]王修山.级配碎石基层沥青路面材料与结构特性研究[D].[长安大学硕士学位论文]西安:长安大学，2010
[9]张凤毛.玻璃纤维格栅在路面工程中的应用[J].山东建材学院学报，12卷1期，1998.3:74~77
[10]黄岩，郭忠印，黄彭等.织物加筋沥青混凝土的疲劳性能[J].公路交通科技，1999，16(4):8~11
[11]曹克平，王树行.沥青路面裂缝的机理及其防治对策[J].国外公路，1998，18(5):11~17
[12] AhmedM.Ashteyat.Characterization of Drainable Base and Subbase Materials（R）Akron University，2004
[13]徐家生.日本的高性能排水路面[J].上海公路，2000，(1):21~22
[14]李刚.嵌锁式手摆块石垫层在城市道路中的应用研究[D].[天津大学硕士学位论文]天津:长天津大学，2003
[15]郝晓东.路面结构中砂砾垫层的作用[J].黑龙江交通科技.2010.（6）：69~70
[16] JTJ050一2006，沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006
[17]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2004
[18]姚祖康.道路路基和路面工程[M].上海:同济大学出版社,1993
[19]鲁华征.级配碎石设计方法研究[D].[长安大学硕士学位论文].西安:长安大学, 2008
[20]姚祖康.铺面工程[M].上海:同济大学出版社,2001
[21]林绣贤.柔性路面结构设计方法[M].北京:人民交通出版社，1988
[22]王志军.多雨潮湿地区级配碎石应用研究[D].[北京交通大学硕士学位论文].北京:北京交通大学,2009
[23]董江涛.级配碎石过渡层沥青路面结构研究[D].[长安大学硕士学位论文]西安:长安大学,2008
[24]龚璐.级配碎石基层级配设计与应用研究[D].[长沙理工大学硕士学位论文],长沙:长沙理工大学,2008
[25]严家伋.道路建筑材料[M].北京:人民交通出版社，1996
[26]沙庆林.SAC和其他粗集料断级配的矿料级配设计方法[J].公路,2005(1)79~81
[27]沙庆林.多碎石沥青混凝土SAC系列的设计与施工[M].北京:人民交通出版社，2005
[28] JTJ E40一2007,公路土工试验规程[S].北京:人民交通出版社.2007
[29] JTJ F40-2004,沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社.2004
[30]王家主．级配碎石最佳含水量与有效水膜厚度的关系．自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C]．北京，2009：232~235
[31] JTJ 018-97,公路排水设计规范[S].北京:人民交通出版社.1997
[32]袁峻.级配碎石基层性能与设计方法的研究[D],[东南大学硕士学位论文],南京东南大学.2004
[33] William R.Vavrik,William J.Pine,Samuel H.Carpenter.Aggregate Blending forAsphalt Mix Design.“The Bailey Method”,TRB 02-3629.November 15.2001
[34] JTJ034-2000,公路路面基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社.2000
[35]刘星.级配碎石的级配与模量研究[D].[长安大学硕士学位论文].西安:长安大学，2006
[37] Standard Specification for Highway Construction of Roads and Bridges onFederal Highway Projeets[J]．U．S．Department of Transportation．FederalHighway Administration，1996
[38] Albrecht. Systems-Directed Therapy in Metastatic Castration-Resistent ProstateCancer (CRCP) .The Tumor Microenvironment[J], 2010, Volume 3, Part 5,379-382
[39] Seong-Min Kim and Moon C. Won Effect of bond stress and slip model forContinuously Reinforced Concrete Pavements[J] lume 2, Number 1, 13-22
[40]龙继中，阎超，刘沛臻等．级配碎石压实特性的研究[J]．武汉理工大学学报．2007第9期130~133
[41]赵亮.级配碎石在吉林省高速公路中的应用研究[D].[吉林大学硕士学位论文].长春：吉林大学，2007
[42]刘士全.级配碎石配合比设计及施工质量控制[D].[长安大学硕士学位论文].西安:长安大学，2010
[43]李会杰.级配碎石振动成型设计方法、施工技术及路用性能研究[D].[长安大学硕士学位论文].西安:长安大学，2009
[43] Standard Specification for Graded Aggregate Material For Bases or Subbasesfor Highways or Airports．ASTM Document Summary，2003
[44] Graded Aggregate Material for Base or Subbases for Highways or Airports．ASTMD2940．92．997
[45] Standard Specification for Highway Construction of Roads and Bridges onFederal Highway Projeets[J]．U．S．Department of Transportation．FederalHighway Administration，1996．
[46] Standard Specifications for Highway Construction．Ministry of Transportationand Highways，Canada，Mareh，1999
[47] Standard Specifications for Construction and Maintenance of Highways，Streetsand Bridges[J]．Texas Department of Transportation．Marehlst，1995
[48]黄仰贤.路面分析与设计[M].北京:人民交通出版社．1994
[49]龙继中,阎超,刘沛臻等.级配碎石压实特性的研究[J].武汉理工大学学报,2007(9):130~133
[50]范新华.级配碎石的级配研究[J].北方交通.2007(8):6~8
[51]刘朝晖,袁鹏,秦仁杰等.宁道高速碎石垫层应用性能研究[J].中外公路．2011（6）.110~113
[52]沙庆林，刘朝晖等.重载交通长寿命沥青路面关键技术研究[R].西部交通科技项目，长沙理工大学等，2009
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[2]杨永顺，韦金城等.永久性沥青路面设计方法研究[R].交通部联合攻关项目、山东省交通科技计划项目报告，山东省交通厅公路局等，2008
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