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原文传递长陡坡路段沥青路面抗车辙技术研究

论文题名：	长陡坡路段沥青路面抗车辙技术研究
关键词：	陡坡路段;沥青路面;抗车辙能力;改性沥青混合料;室内试验;高模量;添加剂改性;矿物纤维;路面结构;纤维改性;山区高速公路;评价指标;研究成果;施工;拉伸模量;荷载作用;跟踪检测;抵抗能力;车辙深度;质量管理体系
摘要：	沥青路面永久变形(车辙等)的研究一直都是道路研究者关注的热点问题之一。调查发现，我国高速公路沥青路面的车辙大量地发生在长陡坡路段。本论文基于高速公路长陡坡路段沥青路面车辙、坑槽等病害产生的特点分析，以预防山区高速公路连续纵坡沥青路面车辙病害为目标，通过提高沥青胶浆模量以及改善施工均匀性等途径提高路面的车辙抵抗能力与抗水损坏能力，对高模量改性、矿物纤维改性、PR Plast Module添加剂改性沥青单体及沥青胶浆进行了室内试验并提出了相关评价指标；通过试验段路面芯样的间接拉伸模量试验与多轮车辙 RLWT试验，获取了不同沥青混合料抗车辙能力的参数；采用数字图像处理技术分析了试验段与对比段混合料的抗车辙能力；通过路面结构分析，拟定了2层与3层高模量、2层矿物纤维、2层PR Plast Module添加剂改性、3层SBS改性、中面层加厚、柔性基层沥青路面等试验段路面结构形式并对沥青路面质量进行施工过程控制与管理；采用激光车辙仪与落锤式弯沉仪(FWD)等跟踪检测，取得了大量的现场数据，对比与验证了长陡坡试验段的使用效果。本文采用AR2000温度扫描试验，评价了几种不同沥青与沥青胶浆(高模量、矿物纤维、PR Plast Module添加剂、SBS改性)的高温性能，提出高模量改性沥青的评价指标为：满足PG76-16性能分级要求，且60℃条件下原样沥青的复数模量高于10kPa的改性沥青。采用长陡坡试验段拟定的级配及工地集料，通过大量的室内试验校验了各试验段高模量、矿物纤维、PR Plast Module添加剂、SBS改性沥青混合料的配合比设计；并提出PR Plast Module添加剂改性沥青混合料AK13-A的动稳定度不小于10000，AC-20不小于12000次/mm作为评价该添加剂混合料抗车辙性能的技术指标。对试验段及对比段代表性位置路面芯样进行了大量试验。间接拉伸模量结果表明，高模量、矿物纤维及PR Plast Module添加剂改性沥青混合料的模量是对比段SBS改性沥青混合料的1.2～1.4倍。试验段芯样切面的数字图像分析结果表明，与SBS改性沥青混合料相比，RLWT试验后高模量改性、矿物纤维改性以及PR Plast Module添加剂改性沥青混合料粗集料长轴与X轴平均夹角偏小，且荷载作用下保持稳定的混合料集料的比例较大，表明试验段沥青混合料具有较强的车辙抵抗能力。通过高温条件下路面结构的力学分析，对比研究了各试验段路面结构的应力、应变特点，提出和验算了长陡坡试验段路面结构。采用路面无损检测等方法评价了试验段的施工均匀性，通过执行沥青路面工程质量管理体系，较好的控制了试验段沥青混合料的生产状态。对路面的交通量与车速进行了观测，分析了设计年限内试验段路面的实际等效车辆荷载；并提出了长陡坡路段的一般定义。本文试验段车辙及FWD跟踪检测结果表明，试验段沥青混合料的模量提高后(提高为对比段的1.3倍左右)，尽管当量荷载作用次数比对比段提高了1.4～1.5倍，其车辙深度仍相对减少了20％以上，表明高模量改性、矿物纤维改性及PR Plast Module添加剂改性沥青混合料试验段路面具有良好的抗车辙能力，本研究结论与AASHTO“路面模量提高一倍，路面车辙深度减少50％”的研究成果基本一致。本研究长陡坡试验段的社会、经济效益显著，研究成果可用于指导高模量路面的设计与施工，具有较高的实用与推广价值。
作者：	卢辉
专业：	结构工程
导师：	张肖宁
授予学位：	博士
授予学位单位：	华南理工大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文