李志栋[1]2005年在《多年冻土地区沥青混合料配合比设计及其性能评价》文中研究表明全世界的多年冻土总面积约为3500万平方公里,其中有5%的多年冻土分布于我国的青藏高原。目前随着西部经济的快速发展,沥青混凝土路面在多年冻土地区开始广泛地铺筑,但由于受气候、环境、材料供应、施工等条件的制约,该地区沥青混凝土路面的特有病害仍然普遍存在,所以目前提出一套适合该地区的沥青胶结料性能评价、沥青混合料设计以及路用性能评价的系统方法就显得尤为重要。首先,沥青混合料设计的首要步骤是选择适合该地区的道路材料,而且沥青胶结料的选择是重中之重。本文主要采用针入度以及测力延度试验的“韧性比”进行双指标控制;当针入度满足120～200的基本要求时,再通过测力延度试验测定、计算其韧性比,建议此值不低于5.0;最后再结合其它常规技术指标要求进行性能验证,从而提出适合多年冻土地区的沥青胶结料的性能评价及选择方法。其次,由于该地区的冻结指数高达2600度.日,平均日较差达18～20℃,而极端低温达-40℃,所以为了更加切实地模拟当地的气候特点,引入了45℃马歇尔稳定度试验、冻融循环飞散试验、冻融循环弯曲疲劳试验、45℃车辙试验作为沥青混合料的抗冻性能、抗疲劳性能、抗变形能力的评价方法。同时本文采用能量理论解释沥青混合料开裂机理,并提出了“低温韧性”指标评价低温抗裂、抗弯拉性能的方法。最后,通过对4.5%～7.5%(间隔0.5%)7种不同油石比的沥青混合料进行路用性能评价研究,结果表明油石比、空隙率是该地区沥青混合料性能的最敏感控制因素,而空隙率的合理范围应为1.5%～3.0%,45℃马歇尔稳定度应不低于8.5KN。进一步研究发现,冻融循环飞散损失差、45℃动稳定度是沥青混合料配合比设计时调整级配和油石比的关键指标。当油石比大于6.0%时,冻融循环飞散损失差将稳定在1%之内,而当油石比低于7.0%时,45℃动稳定度将从1000次/mm显着地增加,所以冻融循环飞散损失差不高于1%以及45℃动稳定度不低于1000次/mm应作为调整油石比和级配的关键控制指标,最后提出多年冻土地区基于抗冻性能的沥青混合料配合比设计流程。
王国安[2]2010年在《多年冻土地区硅藻土改性沥青性能研究》文中研究表明青藏高原多年冻土地区气候寒冷,昼夜温差大,年平均气温低,冻融循环频繁,太阳辐射强烈。通过多年冻土地区的公路沥青路面使用环境极为恶劣,容易出现低温开裂、变形、松散、坑槽等早期病害,严重影响路面的使用质量和服务水平,普通沥青混合料已不能满足沥青路面性能的要求。本文采用硅藻土作为沥青改性剂,通过常规指标实验与SHRP提出的高温动态剪切(DSR)实验和低温弯曲蠕变(BBR)试验研究了硅藻土改性沥青胶浆的路用性能;采用低温弯曲破坏试验研究了硅藻土改性沥青混合料的低温抗裂性能及老化对低温抗裂性能的影响;采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了混合料的水稳定性,最后采用室内光源模拟太阳辐射环境的方法研究了混合料的保温隔热性能,并对普通沥青路面和硅藻土沥青路面温度场进行了数值模拟。研究结果表明:硅藻土颗粒疏松多孔、表面积较大,具有很强的吸油性,能够大量吸收沥青中的轻质油分,使沥青变得粘稠,提高了沥青胶浆的高温性能;硅藻土与沥青结合形成较多的结构沥青,增加了沥青胶浆与集料的黏附性,增大了沥青膜厚度,在外界荷载作用下具有较好的伸缩性和可恢复性,提高了混合料的低温抗裂性能;硅藻土均匀分散到混合料的空隙中,降低了沥青混合料的孔隙率,提高了水稳定性;硅藻土沥青混合料的热导率仅为普通沥青混合料的1/2~1/3,具有优良的保温隔热性能。硅藻土改性沥青混合料优异的路用性能非常适合多年冻土地区恶劣的气候环境,能够明显减少多年冻土地区沥青混凝土面层低温开裂、松散、坑槽等病害;硅藻土改性沥青混合料较好的保温隔热性能能够在高温季节有效阻止外界热量通过面层进入路基下方的冻土层,对保护路基范围内的冻土层有积极作用。
张毅[3]2004年在《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》文中认为沥青混合料的低温抗裂性能是多年冻土地区沥青路面的关键路用性能之一，老化对其有着重要影响。目前对此的研究和评价方法还较少，本文对短期老化和长期老化后的沥青混合料进行了O℃弯曲蠕变试验和-10℃弯曲试验研究，分析了不同老化状态下沥青混合料的低温抗裂性能。结果表明，老化过程大大降低了沥青混合料的低温抗裂性能，0℃弯曲蠕变试验比-10℃弯曲试验对不同的试验条件的区分度更大，试验误差更小，稳定性更好，可较好地评价沥青混合料的低温抗裂性能。 依据试验研究结果，结合多年冻土地区低温抗裂性、抗老化性和抗冻性等关键性能，提出了多年冻土地区沥青混合料配合比设计方法。与规范马歇尔方法相比，减小了混合料空隙率，舍弃了流值指标，加入了短期老化后0℃弯曲蠕变速率作为沥青混合料老化和低温抗裂性能控制指标，增加了抗冻性检验指标，调整了高温车辙检验的温度。
马骉[4]2006年在《多年冻土地区沥青路面材料组成与结构设计研究》文中研究表明多年冻土地区道路修筑一直被视为世界性难题，公路路面特殊的使用和施工条件对路面材料与结构提出了特殊要求。本文从路面材料和结构两方面，对多年冻土地区沥青路面设计技术进行系统深入的研究。 通过模拟试验，研究了低温条件下水泥稳定砂砾的强度、收缩和抗冻等特性，首次提出了养生温度对强度形成影响的临界温度，推荐了收缩最不利状况和抗冻耐久性的适宜评价方法，并提出了混合料配合比设计方法。 对级配碎石强度构成和变形过程分析认为，其塑性变形的本质是颗粒之间的剪切变形。利用自行研发的柔性材料剪切性能测试仪，分析了级配碎石的抗变形能力，综合CBR和剪切试验分析结果，提出了基于CBR和剪切强度双指标控制的关键筛孔及其通过率合理范围及组成设计方法。 通过沥青稳定碎石低温特性试验分析，提出了以温度应力比和弯曲应变能为主要指标的混合料低温抗裂性能综合评价方法，以及基于强度和大型马歇尔指标的沥青稳定碎石配合比设计方法。 通过面层沥青混合料的低温性能试验，分析了不同因素对混合料低温性能的影响，重点研究了热老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响，提出了基于低温性能的面层沥青混合料配合比设计方法。 在冻土路基融沉变形分析的基础上，定量分析了路基不均匀融沉变形对沥青路面结构的影响，首次提出了多年冻土地区沥青路面结构融沉附加应力计算方法。根据多年冻土地区沥青路面的特点，提出了基于荷载与融沉综合作用的多年冻土地区沥青路面结构设计方法，并以交通量、最大融沉深度和土基模量为控制指标，给出了多年冻土地区沥青路面推荐结构。
彭水根[5]2013年在《拉萨至贡嘎机场高速公路沥青路面混合料路用性能研究》文中研究说明沥青路面使用性能受环境影响很大。西藏地区气候条件特殊，沥青路面混合料的性能要求与一般地区有所不同。而以往该地区关于沥青路面的研究都是针对二级及二级以下公路，高等级沥青路面设计尚无经验可循。本研究在已有高海拔地区沥青结合料与混合料性能研究的基础上，以抗低温开裂、抗老化、抗冻融等要求为主，结合工程实际，分析不同沥青种类、不同级配类型和不同最大公称粒径对于沥青混合料路用性能的影响，提出满足西藏地区高等级沥青路面使用要求的沥青种类选择以及混合料矿料级配范围，服务于工程建设。西藏多年冻土地区常年低温、温度梯度大、太阳辐射强烈、冰雪霜冻天气频繁，这些气候特点决定了该地区沥青路面必须具有良好的低温性能和水稳定性。同时，由于气候变暖、高等级公路交通量大和渠化交通等特点，该地区沥青路面混合料的高温性能也不容忽视。本研究通过低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及车辙试验等，分析了沥青种类、级配类型、公称最大粒径以及沥青用量对沥青混合料路用性能的影响。结果表明：选择复合改性沥青和骨架密实结构有利于保证混合料的路用性能，上面层及中面层宜采用改性沥青，同时建议将沥青混合料冻融劈裂强度比要求提高为大于85%。在此基础上，推荐了西藏高海拔地区高等级公路面层沥青混合料矿料级配组成范围，提出了混合料配合比设计指标要求。
次德吉[6]2010年在《国道318线中尼公路沥青混凝土路面配合比设计及施工工艺研究》文中认为因沥青路面具有得天独厚的优势,在路面铺装中占有很重要的地位,但在实际使用中却存在着许多技术和质量问题,如早期破损严重、使用寿命不足、表面性能低下、车辙与开裂严重等,这对道路建设者提出了更为严峻的挑战。随着西藏高海拔地区公路建设的发展,近年来由于当地季节性冻融原因即其特殊的气候环境,使得路面修筑过程中出现的工程问题及使用期的早期破坏现象越发明显。本文在对西藏高海拔地区路面典型破坏调查的基础上,就上述问题进行深入研究和探索季节性冰冻地区沥青路面的低温开裂尤为普遍,因此,探索沥青路面低温开裂解决途径具有重要的意义。低温开裂是一个多因素复杂作用的结果,实践中应以系统的观点,综合考虑材料的性能和材料的组成,从沥青选择、矿料级配优选、配合比设计角度出发进行研究。本文仅从级配优选研究入手,力图改善沥青路面的抗裂性能,同时兼顾低温稳定性。由于特殊的地理及气候条件,西藏高海拔地区沥青路面病害较其他更为复杂,尤其自身的特点。本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上,结合西藏高海拔地区特殊的气候条件,分析了沥青路面材料在高海拔地区的适应性,根据沥青路面性能要求,参照国内外沥青混合料的级配范围,针对3种级配的沥青混合料进行一系列的路用性能研究,进行比选研究,最终找到适合西藏高海拔地区的沥青路面材料。从施工工艺控制方面,从施工准备、运输、摊铺到碾压成型总结了很多经验和注意事项,控制施工质量达标。
张琛[7]2017年在《基于区域特征的高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的预测及演化规律》文中研究指明横向裂缝是我国高海拔高寒地区(青藏高原)沥青路面常见的病害形式。目前关于青藏高海拔高寒地区沥青路面病害的研究常参照内陆城市的研究方法或评价手段,未能充分考虑研究区域当地的环境与材料特征,且相关研究主要着重于路面病害的产生机理、处治措施以及路面材料的性能改善等方面,而在病害的预测及演化规律方面的研究则较少。此外,当地公路技术等级主要以二级及以下较低等级公路为主,其建设技术不能完全满足未来高等级公路的建设需求。为明确高海拔高寒地区沥青路面的区域特征(环境特征和材料低温特性),提出合理的高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝预测方法,并揭示高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的演化规律,本文针对高海拔高寒地区沥青路面的横向裂缝,以G214青康公路、G109青藏公路以及共玉高速为依托工程,从气候特征、道路工程特征和病害特征对高海拔高寒地区沥青路面的区域环境展开分析;基于青藏高海拔高寒地区的环境特征,对普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料以及温拌橡胶沥青混合料分别进行低温性能试验研究;采用NCHRP 1-37A沥青路面性能预测模型与改进的灰色预测模型进行高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的预测研究;最后基于物元分析法对高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的演化规律进行定量分析。主要研究内容如下:(1)高海拔高寒地区沥青路面的环境特征分析以G214青康公路和G109青藏公路为依托工程,基于“中国气象科学数据共享服务网”和现场调研数据,从气候特征、道路工程特征以及病害分布特征等方面对高海拔高寒地区沥青路面的区域环境特征进行了分析。对研究区域各气候要素的变化特征进行了总结,并综合考虑工程特征和病害分布,对研究区域进行了分类,建立了相应的环境特征变化模型。研究成果可为青藏高海拔高寒地区道路工程的设计与施工提供理论依据。(2)高海拔高寒地区沥青路面材料的低温特性分析对普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料以及温拌橡胶沥青混合料分别进行了低温性能试验,提出了考虑区域环境特征的沥青混合料低温抗裂性能评价方法,推荐了合理的面层材料参数组合,揭示了高海拔高寒地区沥青混合料低温性能的衰变特征。研究成果可为青藏高寒高海拔地区沥青路面材料的设计与优化提供理论支撑。(3)高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的预测基于高海拔高寒地区的区域特征,以G214线和G109线为依托工程,统计了共计425个观测段的横向裂缝实测资料,构建了高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的观测数据库。以NCHRP1-37A预测模型为主要子模型,以DGM(1,1)动态灰色模型为修正子模型,结合所构建的涵盖研究区域近30年气象数据的气候分析数据库,建立了考虑区域特征的高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝组合预测模型(NHR-DGM组合模型),研究成果亦可为青藏高寒高海拔地区沥青路面其他病害的预测提供参考。(4)高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的演化规律基于NHR-DGM组合预测模型,以共玉高速试验段和生产段的五种路面结构为研究对象,结合物元分析法构建了各路面结构横向裂缝的演化曲线,从而对横向裂缝的演化规律进行了定量表征,可为青藏高海拔高寒地区项目级沥青路面病害预养护时机的确定以及病害的发育程度提供量化支撑。同时对高海拔高寒地区SBS改性沥青路面和温拌橡胶沥青路面的低温抗裂性能进行了分析,并推荐了考虑区域特征的高海拔高寒地区抗裂缝型沥青路面的合理结构。
赵宇[8]2008年在《云南高海拔地区沥青路面材料组成及性能研究》文中研究指明因为沥青路面具有得天独厚的优势,在路面铺装中占有很重要的地位,但在实际使用中却存在着许多技术和质量问题,如早期破损严重、使用寿命不足、表面性能低下、车辙与开裂严重等,这对道路建设者提出了更为严峻的挑战。随着云南高海拔地区公路建设的发展,近年来由于当地季节性冻融原因即其特殊的气候环境,使得路面修筑过程中出现的工程问题及使用期的早期破坏现象越发明显。本文在对云南高海拔地区路面典型破坏调查的基础上,就上述问题进行深入研究和探索季节性冰冻地区沥青路面的低温开裂尤为普遍,因此,探索沥青路面低温开裂解决途径具有重要的意义。低温开裂是一个多因素复杂作用的结果,实践中应以系统的观点,综合考虑材料的性能和材料的组成,从沥青选择、矿料级配优选、配合比设计角度出发进行研究。本文仅从级配优选研究入手,力图改善沥青路面的抗裂性能,同时兼顾高温稳定性。由于特殊的地理及气候条件,云南高海拔地区沥青路面病害较其他更为复杂,尤其自身的特点。本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上,结合云南高海拔地区特殊的气候条件,分析了沥青路面材料在高海拔地区的适应性,根据沥青路面性能要求,参照国内外沥青混合料的级配范围,针对3种典型级配交叉与叁种沥青组合成的沥青混合料进行一系列的路用性能研究,进行比选研究,最终找到适合云南高海拔地区的沥青路面材料。
张琛, 汪海年, 王宠惠[9]2017年在《多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的性能及适用性》文中研究指明文章以青海G214国道为工程实例,综合考虑多年冻土区的气候条件和施工现状,分析不同掺量的WB-1型温拌剂对橡胶沥青结合料性能的影响,并确定最佳掺量;通过施工和易性、水稳定性和低温抗裂性等试验,对多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明:湿法橡胶沥青在多年冻土区具有较好的存储稳定性,多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的最佳油石质量比为5.8%,WB-1型温拌剂的最佳掺量为0.7%;温拌橡胶沥青混合料的拌和温度比热拌橡胶沥青降低了20~30℃,推荐温拌橡胶沥青混合料的拌和温度为160℃;在相同拌和温度条件下,多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的施工和易性要优于热拌橡胶沥青混合料的施工和易性;温拌橡胶沥青混合料的浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比及最大弯拉应变与热拌混合料相比分别下降了2.5%、2.6%、9.8%,但依然符合规范要求;掺加WB-1型温拌剂的AR AC-13C温拌橡胶沥青混合料可适应多年冻土区的施工条件,在多年冻土地区具有较好的应用前景。
张洪瑞[10]2013年在《50#硬质沥青在干旱高寒地区沥青路面下面层的适用性研究》文中研究指明随着我国西部大开发战略的不断深入，青海省等干旱高寒地区的交通量以及重载车辆不断增加，恶劣的自然条件以及不断增加的交通负荷，使干旱高寒地区的沥青路面损坏严重，影响当地的交通运输，制约了经济发展。对高温抗车辙性能优良且价格低廉的50#硬质沥青在干旱高寒地区沥青路面下面层的适用性进行研究意义重大。通过青海省干旱高寒地区气候资料收集和国道G215沥青路面病害调查，得出干旱高寒地区道路面层沥青混合料路用性能设计重点。通过四组分试验、常规沥青试验、DSR以及BBR试验，从沥青组分、高温性能、低温抗裂性能等方面系统地对50#沥青结合料及其胶浆进行研究，并推荐粉胶比范围。在沥青及沥青胶浆研究基础上，遵循在满足高温稳定性的前提下，优化低温抗裂性原则，对沥青混合料进行材料组成设计。此外，对比研究不同级配、沥青用量、温度对50#沥青混合料低温抗裂性影响，并对干旱高寒地区沥青混合料配合比设计方法进行修正，增加低温弯曲应变能密度临界值指标。最后得出50#沥青适用于干旱高寒地区沥青路面下面层结论，并总结了50#硬质沥青混合料在干旱高寒地区的设计原则和流程，推荐了配合比设计方法中各项指标的范围。
参考文献：
[1]. 多年冻土地区沥青混合料配合比设计及其性能评价[D]. 李志栋. 东南大学. 2005
[2]. 多年冻土地区硅藻土改性沥青性能研究[D]. 王国安. 重庆交通大学. 2010
[3]. 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[D]. 张毅. 长安大学. 2004
[4]. 多年冻土地区沥青路面材料组成与结构设计研究[D]. 马骉. 长安大学. 2006
[5]. 拉萨至贡嘎机场高速公路沥青路面混合料路用性能研究[D]. 彭水根. 长安大学. 2013
[6]. 国道318线中尼公路沥青混凝土路面配合比设计及施工工艺研究[D]. 次德吉. 重庆交通大学. 2010
[7]. 基于区域特征的高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的预测及演化规律[D]. 张琛. 长安大学. 2017
[8]. 云南高海拔地区沥青路面材料组成及性能研究[D]. 赵宇. 重庆交通大学. 2008
[9]. 多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的性能及适用性[J]. 张琛, 汪海年, 王宠惠. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2017
[10]. 50#硬质沥青在干旱高寒地区沥青路面下面层的适用性研究[D]. 张洪瑞. 长安大学. 2013