沥青路面抗滑表层级配研究与路用性能分析

论文摘要

目前,我国高速公路表面层常用的级配有AC、AK、SMA和SUP等,AC级配密实性良好,但其抗高温变形能力和抗滑性能差,容易导致车辆轮胎刹车力不足,发生交通事故;AK级配虽然具有抗滑和抗车辙的特点,但其空隙率大,耐久性差;SMA具有良好的密实性、高温稳定性和抗滑能力也很好,但工程造价较高,广泛应用受到一定限制。在保证沥青路面具有良好路用性能的前提下,使车辆能够快速、安全、舒适形式,解决沥青路面密实性与抗滑性之间的矛盾,成为当今国内外研究的热门课题。鉴于此,论文在以下几个方面进行了研究:1、采用马歇尔设计方法、Superpave设计方法、SAC级配设计方法、SMA混合料设计方法设计八组级配,分别确定其最佳油石比。并通过试验,对八种级配混合料的高温稳定性、水稳定性、抗滑性能进行比较分析。试验证明:（1）当目标空隙率为4%的时候,各组级配密水性良好,抗水损害能力提高,而且粗、细集料比在7∶3左右时有最优的水稳定性;（2）适当增加粉胶比含量,能有效地提高混合料的高温稳定性,例如SAC级配的混合料和SMA级配的混合料高温抗车辙能力良好;（3）混合料的抗滑性能随着粗集料所占比例的增加而增大。2、通过对各组级配粗集料骨架间隙率的测定,找到粗集料中各粒径组成对骨架间隙率的影响规律:以13型沥青混凝土来说,如果形成骨架的粗集料主要由9.5mm和4.75mm构成,当9.5mm与4.75mm含量比值在0.8～1.0时,粗集料的骨架间隙率比较稳定,是较好的施工级配。采用VCADRF和VCAAC级配检验法对设计级配进行检验,经分析研究,VCADRF级配检验法同贝雷法的CA值检验结果有较好的相关性,适用于骨架的级配检验;而VCAAC法只是用于分解计算混合料体积构成的方法,并不能用于沥青混合料中的级配检验。3、根据室内的配合比设计和现场原材料的试验结果,优选两组级配进行生产配合比设计,在国道317、213线都江堰至汶川公路铺筑试验段,并根据试验段的试验结果,综合考虑施工和易性、工程经济性、路面路用性能,最后确定优选级配,指导施工。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的必要性和意义
• 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
• 1.2.3 主要抗滑表层结构
• 1.3 本文研究的主要内容与方法
• 第2章 沥青混合料矿料级配理论及设计方法
• 2.1 矿料级配理论及级配设计方法简介
• 2.1.1 Superpave设计方法
• 2.1.2 “贝雷法”级配设计方法
• 2.1.3 CAVF设计方法
• 2.1.4 SAC矿料级配设计方法
• 2.2 沥青混合料设计方法简介
• 2.2.1 马歇尔设计方法
• 2.2.2 SHRP混合料设计方法
• 2.2.3 旋转剪切压实试验法（GTM）沥青混合料设计
• 第3章 抗滑表层不同级配沥青混合料性能研究
• 3.1 我国抗滑表层的研究
• 3.1.1 我国抗滑表层的级配设计依据
• 3.1.2 我国抗滑表层级配的不足与改进
• 3.2 不同级配的抗滑表层设计级配研究
• 3.2.1 级配设计优化原理
• 3.2.2 抗滑表层配合比优化设计
• 3.3 不同级配的抗滑表层马歇尔试验及分析
• 3.3.1 原材料性质试验
• 3.3.2 确定最佳油石比
• 3.3.3 各组级配性能比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 级配的骨架特性分析研究
• 4.1 骨架的间隙率研究与级配检验
• 4.1.1 各组级配粗集料间隙率VCA试验
• 4.1.2 各组混合料的级配检验
• 4.2 多级嵌挤密级配沥青混合料的设计研究
• 4.2.1 粗集料空隙体积与细集料体积的比较
• 4.2.2 贝雷法的级配参数检验
• 4.3 本章小结
• 第5章 抗滑表层试验路研究
• 5.1 试验路概况
• 5.2 原材料技术要求及配合比设计
• 5.2.1 原材料的技术要求
• 5.2.2 混合料配比的确定
• 5.3 施工关键技术
• 5.4 试验路的观测及分析
• 5.4.1 试验室生产配合比试验
• 5.4.2 混合料的抽提检验
• 5.4.3 路面检测
• 5.5 效益分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 主要结论和进一步研究设想
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步研究设想
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 参加科研项目