组合式基层沥青混凝土路面预防性养护技术研究

摘要

本文主要依托韶赣高速公路养护工程，首先用有限元软件ANSYS对组合式基层、半刚性基层和柔性基层沥青路面结构进行对比分析。通过ANSYS分析可知，在相同静载作用下，半刚性基层沥青路面位移最小，单从位移角度来考虑，半刚性基层沥青路面是长寿命沥青路面的首选;通过对竖向应力图分析，组合式基层路面结构的最大拉应力比半刚性基层路面结构的最大拉应力还要小18.37％，组合式基层材料可以改善基层受力状况，较低的拉应力水平有利于缓解半刚性基层开裂;分析三种路面结构剪应力图，组合式基层沥青路面剪应力水平是最高的，尤其在沥青层内，这与沥青层厚度有关。
　　结合韶赣高速公路养护工程，本文对组合式基层沥青混凝土路面使用性能展开介绍和评价，组合式基层沥青路面调查主要包括路面破损状况调查、结构强度检测、抗滑性能检测、平整度检测和渗水情况检测。通过对韶赣高速沥青路面调查数据统计分析，可知各评价指标评级中“优”、“良”级占比90％以上，意味着韶赣高速路面状况较良好;同时，也说明组合式基层在我国应用情况较好。
　　本文在分析影响路面性能衰减因素主要有环境、路面、工程和交通后，对路面使用性能预测模型展开简要介绍，主要包括确定型模型和概率型模型，本文结合韶赣高速公路养护工程自身情况，在灰色模型和马尔可夫模型基础上，选择了灰色马尔可夫模型对路面使用性能进行预测。通过对预测结果进行比较分析，灰色马尔可夫模型预测出的PCI值与路面PCI值实际衰减趋势基本吻合，由此可以确定对未来几年的路面使用性能的变化趋势作出的初步判断也是可信的。
　　关于预防性养护时机选择，结合韶赣高速自身实际情况，本文在费用效益法的基础上对最佳预防性养护时机的选择展开探讨，并将费用效益比中的效益量化为性能曲线和性能指标的最低可接受水平围成的面积。由于篇幅所限，本文并未对具体的养护时机进行研究。
　　对比分析众多预防性养护措施后，结合韶赣高速早期病害以车辙为主的特点，在微表处技术基础上，本项目采用Novachip超薄磨耗层技术作为韶赣高速早期病害养护措施。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的提出及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文主要研究内容与研究方法

1．3．1 本文主要研究内容

1．3．2 本文主要研究方法

第二章 组合式基层在韶赣高速沥青路面中应用

2．1 工程概况

2．2 工程建设条件

2．3 交通荷载

2．3．1 预测交通量及交通组成

2．3．2 累计当量轴次

2．3．3 韶赣高速交通量现状

2．3．4 交通量组成分析

2．4 路面结构形式及特点

2．4．1 路面结构形式

2．4．2 路面结构特点

2．5 路面主要病害及原因

2．6 本章小结

第三章 组合式基层沥青混凝土路面使用性能评价及预测

3．1 组合式基层沥青路面调查技术分析

3．1．1 路面破损状况调查

3．1．2 路面结构强度检测

3．1．3 路面抗滑性能检测

3．1．4 路面平整度检测

3．1．5 路面渗水系数检测

3．2 韶赣高速沥青路面使用性能评价

3．2．1 路面破损状况评价

3．2．2 路面抗滑性能评价

3．2．3 路面结构强度性能评价

3．2．4 路面行驶质量评价

3．3 沥青路面使用性能预测

3．3．1 沥青路面性能衰减模型的评定标准

3．3．2 沥青路面性能衰减的影响因素

3．3．3 沥青路面使用性能的预测方法

3．3．4 路面使用性能预测方法的选择

3．4．3 马尔可夫模型

3．4 预测模型在韶赣高速中应用

3．4．1 灰色模型预测

3．4．2 灰色马尔可夫模型预测

3．5 本章小结

第四章 组合式基层沥青混凝土路面最佳预防性养护时机选择

4．1 最佳预防性养护时机确定方法

4．1．1 行驶质量指数和破坏指数法

4．1．2 基于时间或路况的方法

4．1．3 费用效益评估法

4．1．4 生命周期费用评估法

4．2 基于费用效益法的预防性养护时机判断方法

4．2．1 费用效益法的费用分析

4．2．2 费用效益法的效益分析

4．2．3 最佳预防性养护时机的选择

4．2．4 最佳预防性养护时机选择方案设计

4．3 本章小结

第五章 组合式基层沥青混凝土路面预防性养护措施选择

5．1 Novachip超薄磨耗层技术

5．2 Novachip超薄磨耗层沥青混合料配合比设计

5．2．1 原材料

5．2．2 目标配合比设计

5．2．3 生产配合比设计

5．3 Nova chip超薄磨耗层施工工艺

5．3．1 施工准备

5．3．2 沥青混合料拌和

5．3．3 沥青混合料运输

5．3．4 沥青混料摊铺

5．3．5 沥青混合料碾压

5．4 韶赣高速超薄磨耗层施工质量检测及评价

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果