沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构行为及施工技术研究

摘要

沥青稳定碎石基层在我国道路建设中取得越来越广泛的应用,按照空隙率的大小,可以分为密级配和开级配两种不同的型式。开级配沥青稳定碎石排水基层能迅速排除路面结构内部的自由水,避免路面水损害,同时具有延缓路面反射裂缝的作用,从而提高路面使用寿命。目前,对沥青稳定碎石排水基层沥青路面的路面结构行为还缺乏研究。
　　首先,采用基于多层弹性层状体系理论的Bisar软件,分析了沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构各个结构层厚度和模量参数变化对路面力学响应的影响规律,确定了两种不同的沥青稳定碎石排水基层路面结构。
　　1、两层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面结构:细粒式沥青混凝土上面层4～6cm+中粒式沥青混凝土下面层6～10cm+沥青稳定碎石排水上基层8～10cm(模量大于600MPa为宜)+水泥稳定碎石基层30～40cm+二灰土垫层20cm。
　　2、三层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面结构:细粒式沥青混凝土上面层4cm+中粒式沥青混凝土中面层4～6cm+粗粒式沥青混凝土下面层6～8cm+沥青稳定碎石排水上基层8～10cm(模量大于600MPa为宜)+水泥稳定碎石基层25～40cm+二灰土垫层20cm。
　　其次,通过与半刚性基层沥青路面使用性能进行比较,文中着重分析了沥青稳定碎石排水基层沥青路面的使用性能,在已有相关研究的基础上,得到了半刚性基层沥青路面和沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构行为方程。
　　1、半刚性基层沥青路面结构行为方程:PCI=PCI0{1-exp[-(9.59/y)0.95]}。
　　2、两层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面结构行为方程:PCI=PCI0{1-exp[-(11.13/y)0.98]}。
　　3、三层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面结构行为方程: PCI=PCI0{1-exp[-(11.64/y)1.12]}。
　　基于上述方程,本文预测了30年分析期内沥青稳定碎石排水基层和半刚性基层沥青路面的路面状况指数。以宜昌至张家界高速公路工程项目为例,引入全寿命周期设计理念,综合比较分析期内的路面修建费、养护费用、用户费用和路面残值,运用费用现值法对三种不同路面结构的经济性进行比较。结果表明:
　　1、采用高、中养护标准时,两层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面经济效益最好,三层沥青面层沥青稳定碎石排水基层其次,半刚性基层沥青路面最不理想。
　　(1)PCI=70时,两层沥青面层沥青稳定碎石路面比半刚性基层沥青路面和三层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面分别节省造价约3％-5%和2%-3%。
　　(2)PCI=60时,两层沥青面层沥青稳定碎石路面比半刚性基层沥青路面和三层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面分别节省造价约2%-4%和1%-2%。
　　2、采用PCI=50低养护标准时,三层沥青面层沥青稳定碎石路面经济性最好,两层沥青面层沥青稳定碎石路面其次,半刚性基层沥青路面最差。三层沥青面层沥青稳定碎石路面比两层沥青面层沥青稳定碎石排水基层路面和半刚性基层沥青路面分别节省造价约1%-2%和2%-4%。
　　总之,沥青稳定碎石排水基层路面经济性优于半刚性基层沥青路面。此外,针对沥青稳定碎石排水基层施工中容易出现离析的问题,提出了相应的施工优化措施,并简要阐述了沥青稳定碎石排水基层内部排水系统的设计型式。

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目录

第1章 文献综述

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究概况

1.3本文主要研究内容

第2章 沥青稳定碎石排水基层路面结构研究

2.1组合基层

2.2 多层弹性层状体系理论及设计指标

2.3沥青稳定碎石排水基层路面力学行为分析

2.4沥青稳定碎石排水基层路面结构

2.5本章小结

第3章 沥青稳定碎石排水基层路面结构行为研究

3.1沥青路面结构行为

3.2 沥青稳定碎石排水基层路面结构行为

3.3 全寿命周期成本分析与计算

3.4 不同路面结构经济效益比较

3.5 本章小结

第4章 沥青稳定碎石排水基层施工及配套设施研究

4.1沥青稳定碎石排水基层施工优化措施

4.2 沥青稳定碎石排水基层排水系统设计

4.3本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文及参与的科研项目

致谢