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骨架密实型半刚性基层材料设计和结构设计控制参数的统一研究
| 论文题名： | 骨架密实型半刚性基层材料设计和结构设计控制参数的统一研究 |
| 关键词： | 沥青路面;半刚性基层;材料设计;结构设计;反射裂缝 |
| 摘要： | 半刚性基层由于强度高刚度大路面承载能力大大提高，而且相对比较便宜，而成为目前国内高最常见的基层形式。但半刚性基层的收缩开裂及由此引起沥青路面出现反射裂缝等，这些缺点引起了路面的早期破坏，影响了路面的正常使用功能，和使用寿命。消除或减少反射裂缝已经成为道路工作者的重要任务。 骨架密实型半刚性基层材料具有温缩和干缩性能好，减少反射裂缝的优点，而被广泛的应用到高等级公路的基层。但是到目前为止还没有在材料设计方法，材料设计控制指标以及检测方法上形成共识。特别是设计参数(如抗压回弹模量、劈裂强度等)的选取，新规范《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006规定的各种半刚性基层材料(包括骨架密实型和悬浮密实型)的设计参数都是在一个范围内，且与老规范相差不多(弯沉计算)，因此路面结构的设计结果与路面结构的实际状况有较大的差异，这可能导致产生两个不利的结果：一是设计的路面结构层太厚，不经济；二是设计的路面结构层厚度太薄，不安全。所以本文开展了对骨架密实型半刚性基层材料设计和结构设计参数的统一研究。 论文以骨架密实型稳定碎石的级配设计为出发点，通过建立数学嵌挤模型指导逐级填充试验，得出与材料密切相关的骨架密实级配，并建立混合集料体积指标关系式，理论计算进而验证由逐级填充得到的骨架密实级配满足各项性能指标。在规范范围内分别做三组级配，通过室内试验得出的每组级配混合集料的体积指标，并结合胶结料的体积指标，提出两种骨架密实型半刚性基层材料设计的体积控制指标及其控制范围。室内试验得出材料的抗压回弹模量和劈裂强度等设计参数，建立参数值和龄期的关系，并依据室内试验结果提出给定置信度时材料设计参数的取值范围。为减少试验工作量，使的试验更为科学，理论推导骨架密实结构材料的最大干密度和最佳含水量。根据层状弹性体系理论利用BISAR力学计算软件，分析当半刚性沥青路面结构设计参数变化时，材料设计参数的变化规律，并提出材料设计参数的要求范围，以此范围指导骨架密实型半刚性基层材料设计，以结构设计参数指导材料设计，实现材料设计结构化。采用FWD对滨大路半刚性基层底部和顶部进行弯沉测试，并采用传递矩阵法推导反算半刚性基层单层抗压回弹模量理论计算公式，开发反算程序，根据现场FWD对半刚性基层测试结果，反算单层半刚性基层的抗压回弹模量，并和室内试验值相对比，得出反算程序是可靠的。 |
| 作者： | 裴磊 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 范正金;任瑞波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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