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含大粒径透水性沥青混合料(LSPM)结构层的路面结构组合研究
| 论文题名： | 含大粒径透水性沥青混合料(LSPM)结构层的路面结构组合研究 |
| 关键词： | 大粒径透水性沥青混合料;路面结构组合;结构层 |
| 摘要： | 大粒径透水性沥青混合料(Large Stone Porous asphalt Mixes，LSPM)是一种新型的、性能优异的柔性基层沥青混合料，具有公称最大粒径大、空隙率大、沥青用量较少、嵌挤效果好等特点，从而具有较好的抗车辙、排水和高温稳定性，并且可以一定程度上适应下部结构层的不均匀变形。这种材料目前在新建、加铺等工程中得到了大规模应用。然而，围绕LSPM应用，还有一个问题亟待解决，那就是不同应用条件下，含LSPM沥青路面结构的合理组合问题。 含LSPM沥青路面结构从应用条件上可分为新建、改建加铺等两种，而加铺又可以细分为：直接加铺、铣刨到(底)基层顶加铺和铣刨旧路面至土基项再加铺路面这三种情况。其中最后一种与新建基本相同，可合并考虑。 针对以上三类应用条件，在调查分析基础上，提出了含LSPM结构的初步组合方案，然后进行力学分析，考察LSPM层的受力状态，确定LSPM层的合理厚度。这个厚度范围是8-12cm，在厚度小于8cm时，该材料施工中易发生离析，大于12cm则会对上部沥青面层层底拉应力(应变)造成不利影响。 旧路表面结构性病害的存在使加铺结构受到不利影响，通过试验段多种设备的现场实测和对比，确定了以裂缝、坑洞为代表的结构性病害位置附近的强度衰变规律，然后将其带入有限元计算模型，分析了这两种典型结构性病害对加铺结构的影响。分析表明：裂缝对加铺结构的影响显著，特别是缝宽大于5mm的情况下，其上采用LSPM是合理的技术措施；坑洞的影响则稍小。 抗车辙性能是高等级公路沥青路面常需重点考虑的性能之一。通过现场取芯试验、温度场实测，结合典型交通量数据，应用蠕变模型，采用ABAQUS有限元软件对各种含LSPM结构组合的抗车辙性能进行了计算分析。结果表明：老路面层所处的位置比较深，其所受到的应力水平和温度都相对较低，高温变形量很小，对加铺整体结构车辙的影响可以忽略不计；由于LSPM层对车辙的不敏感性，加铺LSPM层及增加LSPM层厚度对路面整体结构抗车辙性能影响不大。加铺结构中，在SMA、AC和LSPM三种结构层中，路面的车辙主要由沥青面层(SMA和AC层)产生。LSPM层的车辙所占比例很小，仅占路面结构总车辙量的7％～8％左右。 结合各种常用的结构层疲劳寿命预测方法，针对旧路加铺的情况，建立了旧路结构层剩余疲劳寿命预测计算公式，并将其纳入含LSPM旧路加铺结构设计方法，提出了一种可考虑旧路残余寿命的新设计方法。最后针对不同的交通量条件，提出了含LSPM路面推荐结构。 |
| 作者： | 朱海波 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄晓明;王松根 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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