沥青混合料论文：沥青混合料按功能设计指标研究

1、 沥青混合料论文：沥青混合料按功能设计指标研究【中文摘要】半刚性基层沥青路面是我国高等级路面结构的主要形式。但是半刚性基层沥青路面的早期病害问题十分严重,已建高速公路中沥青路面发生早期破坏的情况屡见不鲜,甚至有一些高速公路通车一两年便出现了病害。有时候即使按照规范和标准要求设计出来的路面也不能达到理想的效果,因为现有设计方法并未针对各层不同路面性能要求和结构要求进行设计,因此,本文将研究半刚性基层沥青混合料按功能设计指标。本文首先进行了半刚性基层沥青路面早期病害的成因分析,通过ABAQUS有限元软件模拟,分析沥青路面中的三向受力状况,并和路面该层位的病害结合起来,确定了不同深度的路面主要受力状

2、态,据此提出半刚性基层沥青路面的功能性要求,并初步拟定功能路面结构组合。其次,根据以上得到的功能要求,并兼顾一般指标要求,对超薄磨耗层、高模量混合料层、应力吸收层进行了设计指标的研究。主要对超薄磨耗层的表面性能、抗水损害性能和低温性能进行了研究;对高模量沥青混合料的高温性能、低温性能和疲劳性能进行了研究,其中通过三个高温性能试验(车辙试验、动态模量试验、重复加载永久变形试验)多方面地评价其高温稳定性;对应力吸收层的抵抗变形能力和疲劳性能进行了研究。基于以上研究,初步提出沥青混合料按功能设计指标及控制标准。最后将按功能设计成果铺设成试验路,并进行试验路调查和光纤光栅传感器数据采集分析,进一步验证

3、按功能设计方法的可行性。【英文摘要】Semi-rigid asphalt pavement structure is the main form of high grade pavement in our country. However, the early damage of semi-rigid asphalt pavement is a serious problem. There are so many early damages occurred in the built highway asphalt pavement that some highway has pavement

4、 destructions in one or two years after opening to traffic. Sometimes, even if we fully compliance with the design methods and standards cant we ensure good performs of the pavement. Because the existing design methods dont design to performance requirements and structural requirements for different

5、 positions in the road. This paper will do some research on semi-rigid base asphalt materials index of functional design.Firstly, this paper does some research on the causes of early disease analysis about the semi-rigid asphalt pavement and analyzes the three-force status of asphalt pavement accord

6、ing to the simulation by ABAQUS finite element software. After combining it with the diseases of the pavement, this paper proposes the functional requirements of semi-rigid asphalt road and develops surface structures base on the function.Secondly, according to the functional requirements get from a

7、bove and considering normal index requirements, author makes researches of design index about ultra-thin wearing course, high modulus mixture layer, stress absorbing layer. Researches are mainly on surface properties, anti-water damage property and low temperature performance properties of the ultra

8、-thin wearing course; and do the research about the high temperature performance, low temperature performance and fatigue properties of high modulus mixture, including three kind of high-temperature performance test(rutting test, dynamic modulus test, repeated load permanent deformation test) to eva

9、luate its high temperature stability in three ways; the resist deformation and fatigue properties of stress absorbing layer were studied. Based on the research above, this paper puts forward some asphalt mixture functional design indexes and control standards.Finally, the results on the base of func

10、tional design are laid into the test road. The data collected from the test road and Fiber Bragg Grating sensor is analysed to proving the feasibility of the functional design.【关键词】沥青混合料 沥青路面 力学行为 功能性 评价指标 超薄磨耗层 高模量沥青混合料 应力吸收层【英文关键词】asphalt mixture asphalt pavement mechanical behavior functionality

11、evaluation index ultra-thin wearing course high modulus asphalt mixture stress absorbing layer【目录】沥青混合料按功能设计指标研究摘要4-5ABSTRACT5第1章 绪论9-171.1 课题的研究背景9-111.1.1 沥青路面早期病害严重91.1.2 设计指标体系不完善9-111.2 研究的目的和意义111.3 国内外研究现状综述11-151.3.1 设计指标研究11-131.3.2 半刚性基层沥青路面力学行为研究13-151.4 主要研究内容及技术路线15-171.4.1 研究内容15-161.4

12、.2 技术路线16-17第2章 沥青面层使用性能分析17-322.1 沥青路面早期病害成因分析17-212.1.1 车辙17-182.1.2 裂缝18-202.1.3 水损害202.1.4 沥青路面各结构层病害汇总20-212.2 沥青路面各结构层受力特点分析21-292.2.1 ABAQUS 简介212.2.2 有限元计算及结果分析21-292.3 半刚性基层沥青路面功能结构组合29-312.4 本章小结31-32第3章 原材料性质及试验方法32-403.1 试验原材料32-343.1.1 石料性质323.1.2 填料性质32-333.1.3 沥青性质33-343.1.4 添加剂性质343.

13、2 试验方法34-393.2.1 成型方法34-363.2.2 约束试件温度应力试验36-373.2.3 动水冲刷试验37-383.2.4 疲劳试验38-393.3 本章小结39-40第4章 沥青混合料按功能设计指标研究40-804.1 超薄磨耗层设计指标研究40-494.1.1 级配设计40-424.1.2 超薄磨耗层低温性能研究42-434.1.3 超薄磨耗层表面性能研究43-474.1.4 超薄磨耗层抗水损害性能研究47-494.2 高模量沥青混合料设计指标研究49-684.2.1 级配设计50-514.2.2 高模量沥青混合料高温性能研究51-644.2.3 高模量沥青混合料低温性能研究64-664.2.4 高模量沥青混合料抗水损害性能研究664.2.5 高模量沥青混合料疲劳性能研究66-684.3 应力吸收层设计指标研究68-764.3.1 级配设计68-694.3.2 应力吸收层抗水损害性能研究69-704.3.3 应力吸收层抗弯拉性能研究70-744.3.4 应力吸收层疲劳性能研究74-764.4 沥青混合料按功能设计指标及控制标准76-794.4.1 上面层按功能设计指标76-774.4.2 中面层按功能设计指标77-784.4.3 下面层按功能设计指标784.4.4 沥青混合料按功能设计控制标准78-794.5 本章小结79-80第5章 试