沥青路面抗裂技术研究

沥青路面抗裂技术研究

张红春[1]2008年在《半刚性基层沥青路面综合抗裂技术研究》文中研究表明半刚性基层沥青路面的路基、底基层、基层和面层任一结构层发生了开裂,其裂缝均在对应处向其上一结构层和下一结构层反射,所以半刚性基层沥青路面抗裂,要综合考虑影响半刚性基层沥青路面开裂的各种因素,采用多途径、多渠道从整体出发自下而上逐层解决半刚性基层沥青路面的开裂问题。路基方面:主要从施工入手,重点解决压实度检测问题和沉降观测问题,减小路基的不均匀沉陷问题。底基层方面:提出用低剂量(水泥剂量2.5%~3%)骨架密实水泥稳定碎石底基层结构,代替传统的易开裂的水泥土、石灰土、二灰土等底基层结构。基层方面:通过成型方式的变革(振动成型)和级配的优化(骨架密实结构)解决基层裂缝问题。1.提出了振动成型骨架密实水泥稳定碎石基层的优化级配和不同设计强度下的水泥剂量;2.通过对不同的悬浮结构级配和骨架密实结构级配在不同成型方式下的干燥收缩试验和断裂韧度试验,分析了成型方式、级配、0.075mm以下粉料的含量、施工季节、施工的均匀性、含水量、水泥剂量等因素对静压成型悬浮结构和振动成型骨架密实结构水泥稳定碎石基层裂缝的影响;3.用损伤力学和断裂力学理论分析、通过有限元计算和试验验证叁条途径论证了骨架密实水泥稳定碎石基层的抗裂机理。4.运用损伤力学和断裂力学理论、数理分析、线性回归方法,归纳了振动成型骨架密实水泥稳定碎石基层开裂预估的经验公式。5.应用ANSYS有限元软件计算了裂纹的疲劳寿命和应力强度因子。为解决在利用有限元分析水泥稳定碎石基层的断裂与损伤时,无法反映级配结构对疲劳寿命和应力强度因子的影响问题,提出用裂纹扩展权(Rmin)来表征悬浮结构和骨架密实结构。6.提出了与振动成型方式和骨架密实结构级配配套的施工技术。沥青面层方面:通过上面的综合措施,解决面层以下的开裂问题,基本消灭反射裂缝。1.通过GTM成型方式、骨架密实结构级配优化和组合式碾压技术的使用,从材料、设计和施工入手解决沥青路面开裂问题。2.用损伤力学和断裂力学理论分析、采用有限元计算和试验验证叁条途径论证了用GTM设计的骨架密实沥青混合料的抗裂机理。3.通过采用GTM的AC-13型沥青混合料级配优化研究和低温弯曲试验、低温疲劳试验和开裂温度试验,提出了基于抗裂性能的沥青混合料骨架密实结构级配设计方法。4.提出了与GTM成型方式配套的路面施工技术。施工及检测技术1.利用瑞雷波检测压实度精度高、无损、速度快的优点解决传统的压实度检测费时、费力、易造假等问题;2.建立了组合式碾压的力学模型,并进行了组合式碾压提高路面抗裂水平的机理分析。试验路:试验路研究表明半刚性基层沥青路面综合抗裂技术,理论上先进,技术上可行,工程应用效果好。

巫洪涛[2]2008年在《玻纤格栅在郑汴快速通道沥青路面中的应用研究》文中进行了进一步梳理目前,我国的很多道路需要通过对路面进行养护、加铺等措施来加强路面结构和改善路表功能,进而延长路面的使用寿命。玻纤格栅应用于沥青路面中能有效增强路面的结构强度,抵抗各类裂缝的产生,减少沥青面层的厚度或提高路面整体强度,施工简单易行,效果持久可靠,可提高沥青路面的质量,延长路面使用寿命,减少公路养护费用,具有明显的经济价值。本论文结合玻纤格栅加强沥青路面作用机理,施工工艺,路用性能和结构设计进行了研究:首先,分析了玻纤格栅的产品特性及其功能,从抵抗疲劳开裂,缓解高温车辙,抵抗低温缩裂,延缓反射裂缝方面分析了玻纤格栅加强沥青路面的作用机理。提出了以表面抗剪性能指标、层间抗剪性能指标以及沥青面层间格栅拉拔性能指标为评判标准,通过自行设计的试验方法与装置进行试验比较。其次,玻纤格栅加筋路面性能的试验研究,通过对玻纤格栅加强沥青路面结构与常规沥青路面结构的技术性能进行对比试验研究,对玻纤格栅加强沥青路面性能的抗高温车辙性能、抵抗冻裂性能和水稳定性方面进行了定量评价。最后,运用复合材料理论,提出格栅加强沥青路面结构中复合材料层的模式及其材料性能指标的确定方法,构建了弹性层状体系为基础的格栅加强沥青路面结构分析模型,分析了其应力位移变化规律,结合现行公路沥青路面设计规范,以设计程序分别对普通沥青路面及格栅加强沥青路面结构进行了对比计算,如计算参数的确定,设计指标的补充,计算方法的修正等,且需通过改进的设计方法分析玻纤格栅加强沥青路面结构的特征。

李雪峰[3]2008年在《隧道沥青路面面层材料研究》文中研究指明目前隧道路面铺装大多采用水泥混凝土路面形式,现在沥青混凝土路面以无接缝、噪音小、表面平整性好、行车平稳、舒适性强、维护简单等优点,正越来越多地运用到高速公路、桥面铺装和隧道路面铺装中。针对隧道路面的环境特点和对路面的特殊性能要求,本文采用试验研究分析了两种隧道用沥青混合料的路用性能(阻燃改性沥青混合料和高粘度改性沥青多孔性混合料),开发应用了两种隧道路面用材料(薄层抗滑层和粘结层路面材料);旨在通过研究改善沥青路面的一些特性,使沥青路面在发挥自身性能优势的同时,又能满足隧道安全性、舒适性、耐久性的需要。再结合具体工程数据进行测试和验证,最终形成叁种满足需要的铺装形式和一种防水粘结层:阻燃改性SMA沥青玛蹄脂路面、低噪音排水性沥青路面和薄层抗滑层铺装层以及层间防水粘结层材料。结果证明,隧道运用沥青路面不仅可以完全发挥其优良的性能,而且根据隧道路面的特殊要求可以设计出功能更加完善的沥青路面。本文采用的研究方法和手段主要是试验研究,通过试验数据分析和实体工程验证得出隧道路面铺装的适用性结论。

李峻西[4]2015年在《解析半刚性基层沥青路面综合抗裂技术》文中进行了进一步梳理半刚性基层沥青路面具有抗压性好、韧性强的优点,是我国公路施工工程常用的施工方式。半刚性基层沥青路面使用的是无机结合料稳定土铺筑的能结成板体,其自身的性能具有一定的缺陷,加之受到了自然因素、车辆荷载以及有关因素的影响,使得路面经一定周期使用后出现了裂缝问题。本文对半刚性基层沥青路面的抗裂技术进行分析,提出其抗裂技术类型、技术试验运用以及综合抗裂措施,对于研究半刚性基层沥青路面综合抗裂技术以及此类型公路施工的发展具有现实意义。

肖晨光[5]2013年在《季冻区沥青路面抗裂技术应用研究》文中指出季冻区不但季节温差大,而且一天的昼夜温差也很大,使得路基产生冻融,路面产生温度裂缝、温度收缩裂缝、反射裂缝等各种裂缝,影响路面的使用性能和使用寿命。本文结合国道111线南大梁至撒袋沟门段改建工程项目,对季冻区路面病害进行了调查。通过分析季冻区的气候特点及路面病害产生原因,得到季冻区路面病害生成机理。通过对比分析路面冷再生技术、SBS改性沥青路面、SMA沥青路面病害防治技术措施,得出SMA沥青路面具有较好的使用性能和抗裂性能,并提出了季冻区路面的SMA面层+半刚性基层+砂砾垫层结构设计方法。通过分析温度场边境条件,构建SMA路面结构模型,借助有限元ANSYS软件,分析路面在温度场下的温度分布梯度及路面温度受力特性,得到SMA上面层底部和面层底部的应力与时间正弦函数关系模型。通过构建SMA路面结构模型,利用ANSYS软件分析路面在荷载和温度场共同耦合作用下SMA沥青路面的力学的性能,得到季冻区路面破坏主要原因是温度荷载引起的拉应力。取得的成果能够有效的防止早期病害,延长沥青路面的使用寿命,减少公路维修或重建的经济费用,对于我国公路交通基础设施建设具有重要意义。

贾瑞[6]2013年在《锚头丝加筋沥青路面抗裂技术研究》文中研究说明沥青路面具有噪声小、行车舒适性好、耐磨耗、施工便易等优点,但是随着沥青路面的投入与使用,也产生了很多路面病害问题,裂缝成为直接影响道路使用功能的病害之一,其形式多样,如横向裂缝、纵向裂缝等。现阶段纵向裂缝的处治方法较多,效果也较好。但对于横向裂缝的处置方法较少,从已有的研究成果来看,虽有一定效果,但均难以完全解决横向裂缝的问题。本文对横向裂缝产生机理进行研究,得出处理横向裂缝的更好方法—锚头丝加筋沥青路面技术,通过理论分析、室内试验、数值模拟、试验路等方法得出如下研究成果:1、对锚头丝加筋沥青路面结构层考虑两种布设方案:将锚头丝分别布设在上面层底部和下面层底部,防止由于温度应力引起的路表横向裂缝以及半刚性基层开裂造成面层的反射裂缝问题。2、对各种形式的锚头进行抗拉强度试验、抗弯拉强度试验及疲劳试验,最终认为扁带铆接件形式的锚头丝具有更好的力学性能。3、利用有限元软件分析了不同加筋位置下锚头丝加筋路面与未加筋路面的对比情况,得出适合于制造和施工的锚头丝材料参数选取规律,证明加有锚头丝的沥青路面对于延缓和防止沥青路面的横向裂缝是有效的。4、基于理论研究,将锚头丝加筋沥青路面在工程实践中予以应用。对今后类似的实践工程起到了一定的参考作用。

王晓军[7]2003年在《沥青路面抗裂技术研究》文中提出近几年来,我国公路建设正在蓬勃发展,使用中的沥青路面在行车荷载以及自然因素的作用下,会逐步出现各种各样的病害,裂缝是其中最主要的破坏形式之一。本文在分析裂缝形成过程的基础上,首次提出了沥青胶浆的概念,发现随着沥青胶浆延度中粉胶比的提高,同一种沥青混合料的低温抗裂性降低,并且沥青胶浆延度较沥青的延度更能反映出沥青混合料的流变特性,结合粉胶比和温度之间的关系可以预估胶浆在低温下变形能力,从而为混合料设计提供参考。总之,采用胶浆延度来作为控制沥青混合料低温抗裂性能的指标,更能反映沥青路面材料的变形能力及抗裂性.通过室内外实验及实体工程的验证,采用本文提出的沥青路面抗裂技术研究成果,可以达到减少开裂率,提高沥青路面的使用性能,延长路面使用寿命的目的。

伍卫良[8]2010年在《沥青路面大中修工程关键技术研究》文中研究指明20世纪80年代以来,国家加快了公路建设的步伐,广东省的公路建设更是日新月异。然而,在行车荷载和自然环境因素的影响下,目前省内公路沥青路面使用性能逐渐下降,而交通量却逐年增加,部分主干公路已远超其设计能力,交通拥堵严重,公路服务水平低,通常采取大中修、加铺层等维修措施以确保公路的正常服务水平。因此,如何采用先进技术加强公路沥青路面养护、维修工作,减少公路沥青路面的维修养护成本,维护路面使用质量,做到维修养护资金最小化和路面性能最优化,是路面养护维修的关键。本文将围绕沥青路面大中修、加铺层工程关键技术进行几个方面的研究工作:(1)在总结国内外常用的几种沥青路面加铺层设计方法的基础上,详细介绍我国沥青路面加铺层设计的原则、步骤、厚度计算方法及加铺层排水设计要点,并对橡胶沥青碎石加铺层层间防水防裂技术进行研究。同时通过对比分析常用几种沥青混凝土的使用性能、适用条件及成本效益,提出几种适用于广东省地区特点的加铺层混凝土类型。(2)对开阳高速中修、广佛高速大修等工程进行调研,总结相关工程的工程特点、旧路评价、设计方案、应用效果及实践经验。(3)研究日常养护、预防性养护、中修、大修等各项技术措施的时机与设计方案的选择,结合标准对策、处治方式及交通量分级,提出沥青路面大中修、加铺层标准对策模型;在总结省内相关工程调研成果的基础上,充分考虑广东省高等级公路所处自然气候条件、典型病害等因素,提出适合广东省高等级公路沥青路面加铺层合理厚度及建议结构;同时对沥青路面大中修、加铺层设计步骤进行进一步深入研究。(4)详细地介绍沥青路面大中修、加铺层工程施工工艺的研究,包括原有沥青路面病害处治技术、加铺层防裂粘结层施工工艺等,并对如何提高沥青路面使用性能的技术措施进行探讨。

周岚[9]2015年在《高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究》文中进行了进一步梳理随着我国高速公路使用年限的延长和交通流量的增加,高速公路病害类型不断增加,病害发展速度不断加快,高速公路将进入养护的“高峰期”,养护管理的任务十分艰巨,对高速公路技术状况的检测技术、诊断技术、养护技术、决策等技术的需求将不断增大。本文的研究目的是构建高速公路沥青路面结构技术状况评价指标体系,建立高速公路沥青路面关键指标的预测模型,提出养护管理决策体系框架,实现养护科学决策。结合已有研究基础,以江苏省高速公路为依托,对高速公路沥青路面使用性能评价与预测进行系统研究。基于国内外路面性能评价及预测研究的现状和发展趋势,分析了目前高速公路检测评估与养护管理工作中的存在问题;通过收集江苏省高速公路路面相关数据资料,开展了江苏省高速公路路面结构与材料、交通量轴载状况、路面性能状况及其发展趋势的研究。结果表明车辙、横向裂缝和修补等病害是现阶段江苏省高速公路路面养护工程中亟需解决的主要问题。依据江苏省高速公路历年路面破损数据,本文对江苏省高速公路沥青路面损坏特征进行了深入分析,提出了新的路面损坏分类结构。结合江苏省高速公路沥青路面性能特点,对路面结构技术状况指标进行分类,分别为路表功能性指标、路面结构性指标、路面结构承载力指标和路面材料性能评价指标;基于分类结果,确定了合理的高速公路路面使用性能单项评价指标。针对我国现行规范路面使用性能评价方法在实际应用过程中所存在的问题,依据路面性能实测数据,采用假设检验法和专家问卷调查,提出了新的高速公路路面平整度状况和车辙状况评价模型和评价标准。针对我国现行规范中路面损坏状况评价方法的不足,提出了横向裂缝评价指数TCEI、路面修补状况指数PPCI和路面表面损坏状况指数PSCI叁个新的项目级路面破损评价指标;基于指标权重动态变化的思想,采用层次分析法和熵值法分别确定属性权重和等级权重,提出了一种新的路面破损状况变权综合评价方法。基于分层评价原理,本文采用FWD多点弯沉差值指标作为路面各结构层状况的评价指标,通过各结构层实测弯沉盆反算模量和弯沉盆参数之间相关性分析,验证路面结构强度状况评价指标的有效性和合理性。最终建立了高速公路沥青路面结构技术状况评价指标体系,以路面车辙状况、平整度状况、裂缝状况、修补状况、破损状况、路面结构层状况为关键评价指标,以路面材料高温稳定性能为辅助评价指标。选取实际路况检测数据,分别采用现行规范评价指标体系和本文建立的评价指标体系进行路面性能评价,验证了该评价体系的合理性和适用性。针对江苏省高速公路路面性能数据特点,对常用的预测模型方法的优缺点进行比较,依据路面性能数据特点,确定了高速公路沥青路面使用性能的预测方法。并依据实际路面性能检测数据,分别建立了聚类灰色预测模型、多元回归预测模型和基于灰色理论和多元回归分析的组合预测模型。根据江苏省高速公路路面养护历史资料,对路面养护对策进行了总结分析。基于高速公路路面养护管理决策需求,对路面养护决策指标层次,养护对策决策方法及养护方案的优先排序问题进行了研究。基于已有研究成果,构建了高速公路路面养护管理决策体系框架,并通过实例分析,验证了框架的合理性。本文研究成果是养护决策科学化的具体体现,不仅适用于江苏省高速公路,同时也适用于其他相似省份的高速公路,为管理部门提供了分析工具与依据,为我国高速公路路面养护管理提供了技术支持,具有非常重要的现实意义和理论价值。

黄兵[10]2014年在《四川典型区域沥青路面设计及工程技术研究》文中进行了进一步梳理沥青路面是我国高等级公路的主要路面结构形式,其使用性能跟交通条件和自然条件密切相关。四川省幅员辽阔,川西北高原寒冷、紫外线强,温差大,川中盆地炎热、潮湿、多雨,重载交通多。由于川西北高原、川中盆地地区气候环境特征存在明显差别,交通构成也不尽相同,因此,面对新一轮的西部大规模交通基础设施建设,以及四川公路建设向盆地周边山区及川西北高原延伸的形势,积极开展基于四川区域性自然特征的沥青路面设计及工程技术研究具有十分重要的意义。基于此,本文依托交通部西部交通建设科技项目“高原湿地郎川公路修筑及环境保护技术研究(项目编号:200431800054)”、郎川公路建设指挥部科技项目“高寒、高海拔地区强紫外线环境下改性沥青路面技术研究”以及四川省交通厅科技项目“成德南高速公路沥青路面结构动力行为研究(项目编号:2010828-2)”,以川西北高原以及川中盆地地区沥青路面为研究对象,进行了沥青路面结构、性能及施工和管理技术等研究资料的收集,以及进行了具有代表性的路面实地调研,结合四川地理、气候特征及交通情况,重点对四川高原、盆地区域性沥青路面的材料性能、结构形式与行为以及现场施工与管理技术等内容进行了较系统的研究。主要研究工作和研究成果有:(1)通过文献与工程调研分析,总结了四川沥青路面结构、材料以及施工与养护技术发展的历程,指出了四川沥青路面的关键技术性问题及技术发展主攻方向,归纳了四川区域性沥青路面的病害形式。即:川西北高原沥青路面的主导病害类型归结为6类:沥青过早老化、泛油、路基冻胀融沉引起的路面破坏、沥青路面变形、水损坏以及路面开裂;川中盆地除了沥青路面的典型病害以外,最主要的沥青路面病害类型为:早期路面疲劳破坏和水损坏。(2)以AC-13、SMA-13沥青混合料配合比优化设计研究为例,充分考虑环境与交通条件的要求,分别对川西北高原地区沥青混合料的低温抗裂、抗紫外线老化等性能,川中盆地地区沥青混合料的水稳定性、抗疲劳性、高温稳定性等性能进行了研究,系统分析了压实温度和改善措施对AC-13低温抗裂性能、沥青品种和抗紫外线添加剂对AC-13抗紫外线老化性能,以及油石比、纤维掺量、矿料级配等因素对SMA-13混合料性能的影响规律,确定了AC-13的低温压实临界温度和油石比、纤维掺量、矿料级配对SMA-13性能影响的主次关系。在此基础上,明确指出:在川西北高原地区进行沥青混合料设计时,应注重于混合料抗低温性能和抗紫外老化的改善,可采用偏细级配、增加沥青用量、添加抗紫外线添加剂等方法;在川中盆地地区进行沥青混合料设计时,应重点优化油石比、纤维掺量、矿料级配等材料组成因素,注重其水稳定性、抗疲劳性、高温稳定性等路用性能的协调。通过综合分析,进一步从材料设计原则与设计方法两方面总结并提出川西北高原、川中盆地区域性条件下的沥青路面材料设计关键技术。(3)以现场试验路观测、动测数据为基础,较系统研究了川西北高原地区、川中盆地地区的半刚性结构、全厚式结构及倒装结构等不同类型沥青路面的结构行为和性能特点,分析了不同路面结构形式对交通条件和环境条件的适应性。从抗低温开裂角度,提出了在川西北高原地区沥青路面应优先选用沥青碎石基层全厚式结构或级配碎石基层倒装式结构的路面形式;从动弯沉与动应变响应角度,提出了在川中盆地地区重载交通沥青路面结构应优选全厚式结构形式。综合现场实测结果,从结构层的性能要求、设计关键控制指标及建议结构组合等3个方面分别总结了四川高原、盆地区域性沥青路面结构优选技术。(4)从四川气候、交通特点及路面材料特点出发,参考相关规范及施工经验,对级配碎石、水泥稳定碎石及沥青混合料的施工技术,以及沥青路面精细化施工管理技术进行了系统研究,详细阐述了路面各结构层施工过程中混合料拌制、运输、摊铺、碾压、养生、接缝处理等重点工艺控制细节与要点,重点指出了对水泥、沥青等原材料的选择必须从四川高原、盆地区域性气候与交通特性出发,做到差异化、针对性、适宜性优选,明确了四川山区公路长大纵坡特殊路段沥青混合料的摊铺速度、碾压方向的控制标准。结合成德南高速公路建设管理经验,从标准化建场、规范化备料、程序化接路、精细化施工等方面总结提炼了沥青路面精细化施工管理技术。

参考文献:

[1]. 半刚性基层沥青路面综合抗裂技术研究[D]. 张红春. 长安大学. 2008

[2]. 玻纤格栅在郑汴快速通道沥青路面中的应用研究[D]. 巫洪涛. 长沙理工大学. 2008

[3]. 隧道沥青路面面层材料研究[D]. 李雪峰. 重庆交通大学. 2008

[4]. 解析半刚性基层沥青路面综合抗裂技术[J]. 李峻西. 四川建材. 2015

[5]. 季冻区沥青路面抗裂技术应用研究[D]. 肖晨光. 河北工业大学. 2013

[6]. 锚头丝加筋沥青路面抗裂技术研究[D]. 贾瑞. 长安大学. 2013

[7]. 沥青路面抗裂技术研究[D]. 王晓军. 河北工业大学. 2003

[8]. 沥青路面大中修工程关键技术研究[D]. 伍卫良. 华南理工大学. 2010

[9]. 高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究[D]. 周岚. 东南大学. 2015

[10]. 四川典型区域沥青路面设计及工程技术研究[D]. 黄兵. 西南交通大学. 2014

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