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橡胶沥青技术在高速公路路面中的应用研究
| 论文题名： | 橡胶沥青技术在高速公路路面中的应用研究 |
| 关键词： | 沥青路面;橡胶沥青混合料;高速公路;路用性能;力学计算 |
| 摘要： | 国家“十二五”规划纲要中提出建设资源节约型、环境友好型社会,促进资源的循环利用,加强生态和环境保护。在这种背景下,具有显著环保效果的橡胶沥青路面得到越来越多的重视。本文在借鉴南非强基薄面路面设计理论的基础上,开展了基于橡胶沥青技术的高速公路路面结构研究,并通过试验路段的修筑验证了橡胶沥青路面的使用性能。 首先基于强基薄面设计理论和关键技术,采用弹性层状体系理论对几种典型的强基薄面路面结构进行了力学计算,结果显示:通过提高土基模量,橡胶沥青结构的承载力将会显著提高,同时橡胶沥青结构的基层拉应力将会减小,土基顶面压应变也不断降低。当土基模量大于60MPa时,具有薄面层的橡胶沥青结构的力学指标与普通具有35MPa土基模量的沥青混凝土路面结构相近,能够满足重交通道路的结构要求。然后对普通路面结构与橡胶沥青路面结构的造价进行了分析,提出橡胶沥青路面结构具有明显的工程造价优势。 然后针对橡胶沥青路面结构对土基模量的要求,同样采用理论计算分析了土基模量对典型路面结构性能的影响。计算结果显示提高土基模量后,可以有效降低基层与面层的使用厚度,减小层底拉应力水平。基层厚度与模量的变化,对于半刚性基层层底拉应力影响巨大。为保证基层层底拉应力处于较低的应力水平,面层厚度宜大于9cm。借鉴AASHTO-93经验设计法,提出了土基模量对沥青路面使用寿命的影响规律,并初步建议了使用寿命的预估方法。 其次,对橡胶沥青混合料的级配设计与性能技术指标开展了试验研究。根据室内试验结果,在现行部颁规范的基础上,提出了橡胶沥青混合料的技术指标要求。此外,对于现场橡胶沥青混合料的特殊施工工艺也进行了总结,提出了施工中的关键工艺问题。 最后在辽宁省修筑了高速公路双层橡胶沥青路面试验路,并对试验路材料、级配设计与施工工艺等进行了全程记录。同时对竣工后的路基顶面弯沉、路面弯沉、路面平整度、摩擦系数、路面构造深度和路面裂缝等进行了跟踪检测。结果显示,双层橡胶沥青路面结构具有与普通三层结构沥青路面相似甚至更佳的整体承载能力,同时由于橡胶类材料的大变形特性,橡胶沥青路面具有更优良的抗低温开裂能力。研究成果可以有效指导橡胶沥青路面在高速公路上的实际应用。 |
| 作者： | 白杨 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 冯德成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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