柴达木地区当冷花、绿黄、格茫公路级配碎砾石基层沥青路面使用效果研究

论文摘要

本文针对青海海西地区气候干燥、交通量小、沙砾资源丰富的特点,就级配碎砾石基层沥青路面使用效果展开了较为系统的研究。在对青海省格茫二级公路、绿黄二级公路、当冷花三级公路路段调查检测的基础上,采用我国路面评价体系及COST354沥青路面使用性能评价体系,对比评价了青海海西地区级配碎砾石基层沥青路面和水泥稳定砂砾基层沥青路面的使用性能,得到青海海西各条干线公路的适用性评价结果。在分析总结影响路面性能衰变因素的基础上,建立了级配碎砾石基层沥青路面和水泥稳定砂砾基层沥青路面的使用性能衰变模型,并对其使用性能进行了预测。通过力学分析了级配碎砾石基层沥青路面结构的受力特点以及路面结构参数(模量、厚度)变化时的路面应力应变响应,通过极差和方差方法分析了影响路面结构受力主要因素,从而得到了路面结构设计原则。分析了影响级配碎砾石材料强度的因素,对级配碎砾石材料级配进行了优化,提出了逐档填充的级配碎砾石设计法；通过加与不加粘土级配碎砾石材料力学性能试验,分析了粘土对级配碎砾石力学性能的影响；研究了碎石掺量对级配碎砾石材料强度特性的影响,得到了不同碎石掺量下材料力学性能。最后针对不同气候和交通荷载等级提出了材料掺量推荐范围及CBR控制范围。通过现场调研划分了土基等级和交通等级,提出了针对青海海西地区不同交通量和土基等级干线公路路面典型结构。最后对级配碎砾石基层沥青路面与半刚性基层沥青路面的经济指标进行了量化分析,表明级配碎砾石基层沥青路面经济适用性很好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1、课题的提出及研究的目的意义
• 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、本研究主要内容及技术路线
• 第二章 青海干线公路沥青路面路况调查分析与使用效果综合评价
• 2.1 青海干线公路沥青路面调查
• 2.1.1. 青海海西地区地理、气候特征
• 2.1.2 调查路段的选取
• 2.1.3 调查内容
• 2.1.4 调查结果及数据统计分析
• 2.2 青海海西地区干线公路路面病害分析及剩余寿命计算
• 2.2.1 格茫、绿黄、当冷花公路沥青路面芯样分析
• 2.2.2 绿黄二级公路病害成因分析
• 2.2.3 路面残余寿命计算
• 2.3 路面使用性能综合评价
• 2.3.1 国内外路面使用性能评价系统概述
• 2.3.2 我国路面使用性能评价体系
• 2.3.3 COST354路面使用性能评价体系
• 2.4 本章小结
• 第三章 级配碎砾石基层沥青路面使用性能衰变研究
• 3.1 沥青路面性能衰变因素分析
• 3.1.1 外部因素
• 3.1.2 内部因素
• 3.2 沥青路面性能衰变规律研究
• 3.2.1 沥青路面性能衰变规律现状
• 3.2.2 青海省干线公路沥青路面性能衰变模型
• 3.2.3 PCI衰变方程
• 3.2.4 弯沉衰变方程
• 3.3 本章小结
• 第四章 青海干线公路沥青路面受力分析
• 4.1 级配碎石层模量
• 4.2 沥青层厚度与模量对结构受力的影响
• 4.2.1 沥青层底拉应变
• 4.2.2 土基顶面压应变
• 4.2.3 级配碎石层的模量变化趋势
• 4.2.4 级配碎石层内剪应力
• 4.2.5 沥青层内剪应力
• 4.3 级配碎砾石层厚度变化对结构受力的影响
• 4.3.1 沥青层底拉应变与土基顶面压应变
• 4.3.2 级配碎砾石基层厚度对自身内部剪应力的影响
• 4.3.3 级配碎石层模量
• 4.4 土基模量对路面结构受力的影响
• 4.4.1 沥青层底拉应变与土基顶面压应变
• 4.4.2 级配碎石层内剪应力
• 4.5 本章小结
• 第五章 级配碎砾石材料级配组成研究
• 5.1 级配碎砾石材料特性
• 5.1.1 原材料
• 5.1.2 级配
• 5.2 基于体积法的级配碎（砾）石基层级配设计
• 5.2.1 规范回顾
• 5.2.2 基于体积设计法的级配研究
• 5.2.3 试验结果与分析
• 5.2.4 不同级配碎砾石材料力学性能试验
• 5.2.5 青海海西地区干线公路级配碎（砾）石材料推荐级配
• 5.3 粘土对级配碎砾石材料性质影响研究
• 5.3.1 研究背景
• 5.3.2 不同掺配材料CBR试验
• 5.4 碎石掺量对级配碎砾石材料力学性能的影响
• 5.4.1 研究背景
• 5.4.2 不同碎石掺量下的级配碎砾石CBR实验
• 5.5 本章小结
• 第六章 青海干线公路沥青路面结构组合分析
• 6.1 沥青路面结构组合影响因素分析
• 6.1.1 路面结构组合原则
• 6.1.2 面层
• 6.1.3 基层
• 6.1.4 垫层
• 6.1.5 路基
• 6.2 青海干线公路沥青路面典型结构研究
• 6.2.1 沥青路面结构形式
• 6.2.2 交通等级划分
• 6.2.3 土基强度的确定与等级划分
• 6.2.4 青海海西地区材料选择与材料参数确定
• 6.2.5 材料参数的敏感性分析
• 6.2.6 青海干线公路沥青路面典型结构
• 6.3 本章小结
• 第七章 级配碎砾石基层沥青路面施工工艺及质量控制
• 7.1 当冷花、绿黄、格茫施工经验总结
• 7.2 级配碎砾石基层沥青路面设计、施工、质量控制要点
• 7.2.1 原材料的选择、级配确定与性能试验
• 7.2.2 施工前的准备工作
• 7.2.3 铺筑试验段
• 7.2.4 施工工艺及技术要求
• 7.2.5 交通管制
• 7.2.6 质量管理及检查验收
• 7.3 本章小结
• 第八章 级配碎砾石基层沥青路面经济及社会效益分析
• 8.1 经济效益和社会效益影响因素分析
• 8.2 经济社会效益量化评价方法
• 8.2.1 贴现率法
• 8.2.2 现值法
• 8.2.3 等额年费用法
• 8.2.4 收益率法
• 8.2.5 效益费用比法
• 8.3 级配碎砾石基层沥青路面经济社会效益量化评价
• 8.3.1 使用寿命预估
• 8.3.2 公路部门费用计算
• 8.3.3 费用现值计算
• 8.3.4 计算结果分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢