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原文传递双层排水降噪沥青路面关键技术研究

论文题名：	双层排水降噪沥青路面关键技术研究
关键词：	沥青路面;排水性能;降噪性能;结构设计;材料设计;施工工艺
摘要：	双层排水降噪沥青路面是由两层排水沥青混合料铺筑而成的路面形式，具有大空隙排水沥青路面的共同特性，在降低路面噪声、提高排水效果、防止堵塞方面功能更为突出，在欧洲、日本等国研究应用逐渐增多。作为一种新型的高功能性路面结构型式，在我国尚缺少技术储备，本文对其路面结构、材料设计、施工工艺及应用中涉及的诸多问题开展深入而系统的研究。　　首先，按照我国路面设计方法对半刚性基层、柔性基层体系的双层排水降噪沥青路面结构进行了验算和分析，结果表明，采用双层排水沥青路面对路面的弯沉和弯拉应力影响甚微。接着开展了双层排水降噪路面的材料设计研究，通过回归试验提出了PAC-10和PAC-5的推荐级配和结构组合;双层排水沥青混合料配合比设计方法与单层排水路面基本相同，通过对比游标卡尺法和真空塑封法的测试结果，研究提出了采用真空塑封法检测排水降噪沥青混合料的必要性。　　为解决核心的（双层）排水沥青路面耐久性问题，本文研究提出了高抗飞散特性的排水沥青混合料设计，开发了适合我国高温重载排水沥青路面性能的高粘度添加剂HVA，并提出了该类材料的检验方法和技术标准;对比分析了沥青品质、沥青用量、空隙率特征、消石灰抗剥落剂、（不同种类）纤维等多要素对排水沥青混合料抗飞散的影响性，根据各个变量的影响规律进行优化组合，将排水沥青混合料的飞散损失率从15％减小到10％以内。围绕双层排水沥青混合料的抗飞散性能评价，研究了更模拟实际掉粒机理的平面式磨耗飞散试验方法，并用以对比单层、双层排水沥青混合料的抗飞散特性。　　然后对双层排水沥青路面的排水性能进行了系统研究。通过测试其横向和竖向渗透系数，用有限元软件模拟分析了其排水特性和排水能力。针对渗水试验复现性差、精度差的问题，开发了基于自动称重和精确计时的自动电子渗水仪并成功应用。为验证长期排水功能，在室内采用不同塑性指数土进行了人工反复堵塞、反复冲刷的模拟实验，研究了（双层）排水降噪沥青路面堵塞周期及堵塞速率，研究表明单层、双层排水路面堵塞后在雨水反复作用下分别可以恢复到初始排水功能的80％和90％以上，实现6-8年左右较好的排水功能。为解决普通标线漆的下渗堵孔问题，研发了基于双组份材料的絮状、点状透水标线，实现标线本身的透水，同时满足道路标线相关技术要求，可有效消除普通标线的积水带。　　通过对不同排水沥青路面组合方案吸声系数的模拟分析，结合室内和现场噪声测试，验证了双层排水路面结构更为优良的降噪性能，特别是在高速度、雨天时降噪效果更为显著。研究了抗滑试验表征排水路面抗滑性能存在的问题，通过现场刹车试验验证了排水沥青路面在雨天更为突出的抗滑性能;对排水沥青路面事故率调研表明，其比相邻路段雨天事故率平均降低了46.7％(四车道减少了76.2％)。　　对双层排水沥青路面适用的双层摊铺机工艺进行了调研，分析了其工艺参数，对比了其与常规的分层摊铺、紧跟摊铺的技术要素。针对国内缺少专用的双层摊铺机的现状，研究了设置中间粘结层、将双层排水降噪路面分层“冷+热”摊铺的可行性，并在遂资高速成功铺筑了1km双层排水降噪沥青路面试验段，研究形成了双层排水沥青路面施工工艺与质量控制技术。　　以上研究成果涵盖了双层排水降噪沥青路面结构体系的主要技术环节，将可用以指导双层排水性路面的结构与材料设计、混合料的生产、路面的施工等。其中的高抗飞散性排水沥青混合料设计、自动渗水仪、平面式磨耗飞散试验方法、抗堵塞性能研究、透水标线等成果，对我国单层排水沥青路面也具有较大应用价值。
作者：	唐国奇
专业：	交通运输工程；道路与铁道工程
导师：	刘清泉
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文