【博士】高等级道路沥青稳定基层路面结构形式与材料的研究【2006】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：湖南大学　　学位年度： 2006年　　作为我国高等级沥青路面结构的主要形式，半刚性基层沥青路面的早期破坏：唧浆、反射裂缝等非常普遍。有些破坏已经成了半刚性基层沥青路面无法克服的顽疾。在欧美普遍使用了30～40年之久的柔性基层沥青路面却仍然保持着良好的使用状态，没有出现严重病害。这一矛盾便成为本论文研究的原因。采用怎样的沥青路面结构形式和材料便成为论文研究的中心内容。　　论文分为三篇，第一篇着重从理论方面阐述沥青稳定基层沥青路面的力学特性以及结构的耐久性；第二篇着重于沥青稳定基层材料的实验室丌发与应用；第三篇从工程实例应用的角度和全寿命周期费用的角度分析沥青稳定基层沥青路面的优势，最后综合全文分析给出推荐的沥青路面结构。　　论文的研究思路首先从静态力学的角度，依据层状弹性理论体系，运用三维有限元程序分析了影响沥青路面结构应力应变响应的主要因素，并分析可能导致路面结构破坏的模式。　　依据结构计算分析，运用结构耐久性的观点，分析影响路面结构耐久性的因素，回答了路面结构如何实现耐久的问题。并将所得出的结论应用于对路面结构设计的指导，以及路面结构的优选。分析了不同路面结构的应力应变状态以及耐久性问题，回答了柔性基层沥青路面是否会产生反射裂缝，是否会产生更加严重的车辙等人们所关心的问题。最后根据各层应力应变状态以及各层材料可能破坏模式将路面结构做了重新划分。结合材料的特性，总结出通用的耐久沥青路面结构形式。　　以沥青路面结构的应力应变状态分析和沥青路面结构耐久性原理为指导思想，选择了适于柔性基层结构的两种沥青混合料为研究和丌发对象。　　大粒径沥青混合料是一种抗变形性能优良的材料，本文着重从大粒径沥青混合料的级配角度入手，运用11法、贝雷法等级配理论的观点分析该混合料级配的特点，揭示了大粒径沥青混合料具有较强抗变形性能的原因。并选取了三种级配，两种标号的沥青，对混合料的性能做了检验和评价。认为将大粒径沥青混合料应用于路面结构的下面层和基层是充分发挥大粒径沥青混合料抗变形性能的措施。　　乳化沥青混合料的设计、生产、成型、养护有别于热拌沥青混合料，为此从乳化沥青混合料的自身特点入手，研究了乳化沥青混合料的级配、设计等内容，并针对三种乳化沥青混合料做了性能检验。对乳化沥青混合料在路面结构中的应用做了讨论。　　通过柔性基层沥青路面试验路使用状况，以及经济技术分析认为柔性基层沥青路面较半刚性基层沥青路面是更能胜任高等级沥青路面的结构形式，并具有寿命周期费用低于半刚性基层沥青路面的优势。　　

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