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原文传递基于多孔沥青混合料强度特性的透排水路面结构设计

论文题名：	基于多孔沥青混合料强度特性的透排水路面结构设计
关键词：	透排水路面结构;多孔沥青混合料;结构设计;高温承载能力;适用性;交通荷载
摘要：	透排水沥青路面能快速排除路表积水，减少水漂、水雾的产生，提高行车安全性。“海绵城市”的提出，使得多层透排水的海绵型道路受到越来越多的关注，但关于透排水路面结构设计及其评价方法的研究较少。透排水沥青路面采用的多孔沥青混合料因具有大空隙的特点，其强度弱于传统密级配沥青混合料，从而影响路面结构的承载能力与使用寿命。因此，本文基于多孔沥青混合料的强度特性，研究透排水沥青路面结构的高温承载能力，评价透排水沥青路面结构在不同交通荷载下的适用性，提出透排水沥青路面结构设计方法。　　首先，多孔沥青混合料的压实特性影响其强度与功能特性，本文基于强度、功能与耐久性的平衡，对多孔沥青混合料的压实特性进行研究。通过分析空隙率、骨架状态及飞散损失随压实次数的变化过程，得到多孔沥青混合料的合理压实次数。试验结果表明:基于功能特性、强度与耐久性的平衡，多孔沥青混合料合理的压实次数应在45-77次之间。　　其次，本文提出了骨架贯入试验用于评价混合料的骨架强度，结合三轴压缩试验以及二维图像处理技术，分别从骨架强度、抗剪强度、集料接触特性三个方面对多孔沥青混合料的强度特性进行了研究，同时采用AC-13混合料作为对比试验，分析评价多孔沥青混合料强度弱于密级配的原因。由试验结果发现，不含胶结料情况下，多孔沥青混合料的骨架强度远高于AC-13，加入胶结料后的抗剪强度指标c、ψ值均小于AC-13，集料接触对数少于AC-13。细集料以及集料接触对数少是多孔沥青混合料强度弱的原因。　　然后，设计了三种典型透排水路面结构，分别为单层排水沥青路面结构、双层排水沥青路面结构、三层全透式沥青路面结构，对三种路面结构在不同交通等级下进行结构验算，并分析路面结构的受力特征。由验算结果可知，本文设计的三种透排水路面结构在重交通下均能满足设计指标的要求。　　最后，设计了基于高速公路轴载谱数据的全厚式局部三轴多级加载试验，并采用该试验方法对设计的三种透排水路面结构承载能力进行检验，评价三种透排水路面结构在不同交通组成下的适用性。以复合流变次数、蠕变发展速率、荷载敏感性曲线为指标进行评价分析，试验结果表明:单层排水路面结构承载能力最强，掺加纤维能够大幅提升透排水路面结构的使用寿命，性能与传统密级配路面结构相当。与单层排水路面结构相比，双层、三层透排水路面结构的承载能力大幅度下降。基于复合流变次数对不同透排水路面结构的适用交通等级进行评价，本文设计的单层透排水路面结构适用于重交通等级，双层、三层透排水路面结构适用于中等交通等级。
作者：	吴江涛
专业：	交通运输工程；道路与铁道工程
导师：	顾兴宇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文