半刚性基层沥青路面低温抗裂性研究

半刚性基层沥青路面低温抗裂性研究

赵艳光[1]2018年在《半刚性基层沥青路面低温抗裂性研究》文中研究指明通过对半刚性基层沥青路面低温抗裂的原理和影响因素进行分析,提出了低温抗裂性评价方法。结合半刚性基层沥青路面的基本特点,对低温开裂的常用防治措施进行了论述,达到了提高沥青路面低温抗裂性能的效果。

侯兆军[2]2014年在《聚酯纤维增强型水泥稳定砂砾基层抗裂性试验研究》文中研究表明半刚性基层一直是我国高速公路及城市道路建设中最常用的基层类型,其中水泥稳定类基层又因其强度高、板体性好等特点而被广泛使用。作为西部最常用半刚性基层,由于水泥稳定砂砾固有干缩湿涨、低温收缩以及抗弯曲变形能力差等性质,不可避免的会产生开裂变形。微裂缝一旦在基层中产生,在环境和荷载因素作用下,会向上扩展而使沥青路面产生反射裂缝,反射裂缝也是我国西部地区危害路面安全的最主要病害之一。首先,本文探究了半刚性沥青路面的裂缝形成机理,并总结了路面裂缝常用预防措施。针对新疆地区常用的水泥稳定砂砾半刚性基层,提出通过掺加聚酯纤维来提高其抗裂性。按照规范要求,对混合料的骨架密实型级配进行合成级配设计,并按照丙法对水泥稳定砂砾进行电动击实试验,得出最大干密度和最佳含水量。试件在保证压实度的前提下采用静压成型,在标准条件下养护规定龄期。然后通过无侧限抗压强度、抗弯拉强度和弯拉回弹模量试验及收缩试验,探究聚酯纤维对水泥稳定砂砾的强度和抗变形能力的影响规律。最后,分析了现有半刚性基层抗裂性的评价指标和方法,总结了各评价方法的差异性。通过对纤维水泥稳定砂砾进行多指标评价,找出纤维长度和掺量的最佳组合。试验证明,聚酯纤维在水泥稳定砂砾中充分发挥了增强、增韧和阻裂作用,聚酯纤维水泥稳定砂砾抗裂效果较好。

李海滨[3]2010年在《基于半刚性基层适应性的沥青路面结构研究》文中进行了进一步梳理目前,半刚性基层沥青路面频繁出现的早期破坏现象使半刚性基层在我国的适应性受到普遍关注。如何针对半刚性基层的不适应性对路面结构的影响,综合考虑荷载、车速、环境和路面结构等因素,深入分析半刚性基层在不同情况下的损坏机理,重点从结构方面增强半刚性基层的适用性,进而提高半刚性基层的结构疲劳寿命,并在此基础上对路面结构设计指标和参数做出优化,是现阶段亟需解决的问题。通过对不同地区半刚性基层沥青路面损坏情况的调查,结合已有文献和现场调查,分析半刚性基层的典型损坏模式和破坏过程,在此基础上对半刚性基层的适应性进行分析,并提出沥青路面半刚性基层的控制破坏模式。在对影响裂缝产生的因素进行分析的基础上,运用有限元软件对路面结构进行数值模拟,分别对荷载、温度、耦合作用及车速作用下的层底应力进行分析,然后分别对路面结构在不同接触状态和基层不同层位时的层底应力进行对比研究,结合半刚性基层不同结构类型和施工工艺对基层的影响,从如何减少路面裂缝的角度提出了半刚性基层在路面结构中的合理应用方式。根据对影响车辙因素的分析,运用有限元软件对路面结构进行数值模拟,分别对荷载、温度、耦合作用及车速作用下的剪应力进行分析,然后分别对路面结构在不同接触状态和基层不同层位时的剪应力进行对比研究,从如何减少路面车辙的角度提出了半刚性基层在路面结构中的合理应用方式。然后通过有限元软件建模对荷载单独作用和耦合作用下带裂缝的路面结构层进行应力强度因子计算,并拟合半刚性基层的结构疲劳寿命,结合不同温度和基层模量及裂缝长度下的基层寿命变化,得出了裂缝扩展规律,提出了能够延长半刚性基层结构疲劳寿命的基层模量范围和沥青面层厚度范围。论文最后对目前我国沥青路面设计方法进行总结,并分析设计方法中存在的不足。在针对半刚性基层适应性的基础上,综合考虑荷载、温度、车速及接触状态等因素对路面结构受力的影响,提出了半刚性基层的合理使用方式,并提出了半刚性基层沥青路面的设计控制模式和设计及验证指标,在此基础上推荐了基于半刚性基层适应性的沥青路面结构组合设置。

姚晓康[4]2017年在《高海拔山区公路半刚性基层抗裂性研究》文中进行了进一步梳理半刚性基层路面在我国公路建设中具有最广泛的应用,具有承载能力强和经济效益好等特点。但半刚性基层在使用过程中易过早开裂,在高海拔山区尤为明显。本文基于高海拔山区公路的大温差和极端气温低等特殊气候条件,对半刚性基层的抗裂性进行研究。将汶马高速公路作为工程依托,以提高高海拔山区公路半刚性基层的抗裂性为目标,从材料组成、评价指标、抗裂机理等方面着手进行研究。内容包括以下几个方面:(1)结合高海拔山区气候,比较半刚性基层各种裂缝类型的产生条件,分析其开裂机理,综合性地阐述半刚性基层开裂的原因,为抗裂措施提供理论依据。(2)针对高海拔山区的特殊气候条件,结合以往评价干缩、温缩性能的指标,提出一种符合高海拔山区气候的的综合抗裂指标。(3)提出符合高海拔山区条件的一种抗裂材料组成,即向水泥稳定碎石中加入聚乙烯醇纤维。阐述了聚乙烯醇纤维在高海拔山区半刚性基层应用中较其他纤维的优势,并对其经济性做了分析。(4)通过试验证明在相同拌合条件下10mm长度的聚乙烯醇纤维分散性最好。试验拟定了不同的配合比,进行了击实试验,确定了最大干密度和最佳含水量。通过对聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石进行抗裂性试验,确定了合理的配合比。试验结果表明,掺入聚乙烯醇纤维后水泥稳定碎石的干缩、温缩系数均减小。通过试验对龄期与抗裂性的关系进行了分析。(5)在力学性能试验基础上分析了水泥掺量、纤维掺量、龄期对聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的抗压强度、抗拉强度、回弹模量的影响,结果表明,掺加聚乙烯醇纤维后水泥稳定碎石前期强度较低,后期较高;掺加聚乙烯醇纤维能降低水泥稳定碎石的回弹模量。(6)对聚乙烯醇水泥稳定碎石纤维进行抗冻性试验,结果表明聚乙烯醇纤维的掺入能提高水泥稳定碎石的抗冻性,使其更能适应高海拔山区的气候环境。(7)对不同聚乙烯醇纤维掺量下的水泥稳定碎石进行抗冲刷试验,结果表明掺入聚乙烯醇纤维后水泥稳定碎石的受力性能得到改善,抗冲刷性能得到提高。

潘梦[5]2009年在《设置功能层的沥青路面结构研究》文中认为目前,在我国高速公路路面结构中,半刚性沥青路面以其整体强度高、板体性好和造价低等优点而得到广泛推广应用。但随着高速公路建设的快速发展,交通量的日益增大,传统的半刚性沥青路面逐渐暴露出一系列诸于反射裂缝、水损害和车辙等早期损坏。这些病害严重影响了沥青路面的使用性能和寿命。针对半刚性沥青路面出现的早期损坏,我国道路工作者研究发现其多为结构性损坏,因此,优化沥青路面的结构组成,是解决半刚性基层沥青路面早期损坏的关键。首先,本文以浙江省龙丽龙高速公路为依托,通过对浙江地区高速公路半刚性沥青路面的病害调查和分析,并借鉴国外沥青路面结构的成功经验,探讨各种结构的可行性,在此基础上提出了在面层和半刚性基层之间设置沥青稳定碎石排水基层和联结层两种功能层,以提高路面结构的排水性能,减小路面的开裂程度和车辙深度。其次,通过分析路面结构各层的力学响应,确定了沥青稳定碎石排水基层和联结层的设置条件和设置方法,并验证其设置的合理性。同时,基于线弹性断裂力学理论,预估了半刚性基层结构和具有功能层的沥青路面的荷载疲劳寿命,分析结果表明,设置了功能层的沥青路面结构疲劳寿命远远大于半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命,有效地抑制了半刚性基层裂缝向沥青面层扩展。并在此基础上,对具有功能层的沥青路面进行了抗裂性能的研究,确定了各结构层参数的范围,并通过室内试验进行相关的验证。最后,对具有功能层的路面结构进行了抗车辙性结构设计,并与半刚性路面结构的抗车辙性能进行对比。分析结果表明,具有功能层的路面结构具有较好的抗车辙性能。

白雪[6]2013年在《水泥稳定碎石基层抗裂性综合评价体系研究》文中提出水泥稳定碎石基层是水泥稳定类路面的半刚性基层,具有良好的强度、整体性、水稳定性、抗冻性以及经济效益显着等众多的优点,广泛应用于我国各等级公路建设中。但随着交通量日益加大,由于基层开裂引发路面破坏已成为工程难题。目前相关研究为解决水泥稳定碎石基层开裂而提出较多防治措施,但对于水泥稳定碎石基层开裂机理、开裂应力模拟分析、基层抗裂性能影响因素以及基层材料抗裂性能评价方法与指标相关方面的研究尚少。本研究从水泥稳定碎石基层开裂机理、开裂应力模拟分析、抗裂性能评价影响因素以及抗裂性能评价指标等多角度对水泥稳定碎石基层抗裂性能进行综合分析与评价。首先,从毛细管张力、吸附水及分子间作用力、干燥收缩层间水作用、碳化脱水作用等角度综述干缩开裂机理;从温度影响材料颗粒间作用力来分析材料温缩开裂机理;在此基础上通过建立数学微分方程,对水泥稳定碎石基层开裂应力予以模拟分析,分析应力分布规律及特点。其次,从材料自身抗裂性能、材料设计方法两个角度分析对抗裂性能评价的影响:采用正交试验方法从水泥剂量、级配、失水率、暴露时间等多角度分析水泥稳定碎石干缩性能的影响因素及其影响规律;另外分析重型击实法和振动压实法两种设计方法对水泥稳定碎石基层抗裂性能评价的影响。基于正交试验分析结果,通过比选各种级配条件下水泥稳定碎石基层的无侧限抗压强度、劈裂强度、最大干缩应变等指标,选择最优级配,为水泥稳定碎石基层抗裂性能设计提供理论依据。最后,在综述分析现有半刚性基层材料的抗裂性能评价指标的基础上,提出抗裂性能推荐性指标——综合性干缩抗裂系数,且灰色关联分析表明综合性干缩抗裂系数与最大干缩应变关联度较好,能够较为全面、合理的评价水泥稳定碎石抗裂性能;并采用该指标对依托工程中铺设的水泥稳定碎石基层抗裂性能进行了跟踪检测,结果表明试验路的综合性干缩抗裂系数满足推荐指标要求。

刘国庆[7]2017年在《沥青混凝土路面结构层的耐久性设计研究》文中进行了进一步梳理通过高等级公路工程的设计与施工实践,分析了路面结构层早期破坏的现象与原因,研究了如何解决公路路面低温抗裂性与高温稳定性的技术矛盾交叉问题,提出了改进路面结构层的设计要点与技术对策,具有必要的理论科学性与实践应用价值。

庞海峰, 施磊, 贾天工, 王维海[8]2011年在《半柔性基层路面结构研究与应用》文中指出通过理论及试验研究,将旧路冷再生深度扩展到基层,通过添加泡沫沥青、水泥等添加剂,形成半柔性材料,该材料具有较好的强度、高温稳定性、水稳性和低温抗裂性。通过对试验路跟踪调查,可知半柔性路面结构可有效抵抗车辙和反射裂缝的产生。

李冬梅[9]2011年在《水泥稳定类半刚性基层抗裂性能研究》文中研究说明本文从水泥稳定类半刚性基层配合比设计、材料要求和施工工艺等方面分析了对其抗裂性能的影响。

孙启亮, 闫翔鹏[10]2018年在《冻融环境对水泥稳定碎石性能的影响》文中研究说明水泥稳定碎石基层因其优良的力学性能、良好的水稳定性等优点,成为我国高速公路基层的主流。虽然水泥稳定材料在公路建设中应用广泛,但是其抗裂性较差,容易导致路面发生反射裂缝等病害,降低了路面的服务能力及寿命。特别在北方季冻地区,由于全年低温时间长、冬季漫长严寒、早晚温差大的气候特点,水泥稳定碎石基层处于冻融循环状态,这种气候加剧了水泥稳定碎石基层病害的发生。针对这种情况,本文研究了冻融环境下水泥稳定碎石基层性能。

参考文献:

[1]. 半刚性基层沥青路面低温抗裂性研究[J]. 赵艳光. 山西建筑. 2018

[2]. 聚酯纤维增强型水泥稳定砂砾基层抗裂性试验研究[D]. 侯兆军. 新疆大学. 2014

[3]. 基于半刚性基层适应性的沥青路面结构研究[D]. 李海滨. 长安大学. 2010

[4]. 高海拔山区公路半刚性基层抗裂性研究[D]. 姚晓康. 重庆交通大学. 2017

[5]. 设置功能层的沥青路面结构研究[D]. 潘梦. 长安大学. 2009

[6]. 水泥稳定碎石基层抗裂性综合评价体系研究[D]. 白雪. 重庆交通大学. 2013

[7]. 沥青混凝土路面结构层的耐久性设计研究[J]. 刘国庆. 交通世界. 2017

[8]. 半柔性基层路面结构研究与应用[J]. 庞海峰, 施磊, 贾天工, 王维海. 北方交通. 2011

[9]. 水泥稳定类半刚性基层抗裂性能研究[J]. 李冬梅. 福建建材. 2011

[10]. 冻融环境对水泥稳定碎石性能的影响[J]. 孙启亮, 闫翔鹏. 公路交通科技(应用技术版). 2018

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