级配碎石基层级配设计与应用研究

论文摘要

针对我国高速公路半刚性基层路面引发的反射裂缝、冲刷、唧浆等病害,论文通过应用级配碎石基层以减缓或消除这些病害。纵观国内外级配设计方法,贝雷法既考虑了集料体积特性,又具有级配评价指标,在骨架密实型混合料设计上具有优势,因此本文引进美国贝雷法矿料级配设计理论和检验手段,对设计级配进行合理性检验。本文在规范范围内选取12个级配,贝雷法级配评价结果表明,综合运用贝雷法三参数和设计密度K值能对混合料级配的粗、细类型和骨架嵌挤状况做出正确的评价。CA值和CBR的相关系数为0.7028,K值和CBR的相关系数为0.8178,用CBR、CA和K值这三项指标评价级配碎石性能是可行的。论文提出级配的CA值在0.65左右的混合料有较好的稳定性,建议K值在92.99~104.58之间。选用其中3个级配,采用振动压实和重型击实的方式成型试件。对比不同成型方式下的最大干密度、级配衰减情况、CBR和回弹模量,结果表明采用振动成型设计方法与现场施工的方式相近,与重型击实方法相比,级配衰减小、最佳含水量降低4.08%～9.43%、最大干密度提高7.42%~8.94%,CBR提高52.6%~93.9%。本文使用了一种级配碎石的车辙试验方法,该方法模拟了级配碎石基层在行车荷载作用下内应力的动态变化以及这种变化引起的级配碎石粒料间嵌挤和滑移状态改变,能有效地评价级配碎石的抗松散和抗变形性能。对级配碎石的施工及质量控制做了系统分析,提出了施工质量验收指标。并在水界高速公路上做了试验段,试验段观测结果显示,振动成型级配碎石的压实度和强度能达到设计要求,这种级配碎石基层更加密实,强度更高。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究目的

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 研究内容

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究路线

第二章原材料试验及级配碎石配合比设计

2.1 概述

2.2 粒状材料的基本力学性能及影响因素

2.3 材料的物理技术指标

2.4 级配碎石成型方法

2.5 级配碎石设计

2.6 本章小结

第三章矿料级配影响因素分析

3.1 级配碎石的级配

3.2 研究方案

3.3 最佳含水量和最大干密度

3.4 CBR 试验

3.4.1 试验步骤

3.4.2 试验结果处理

3.5 回弹模量

3.5.1 试验步骤

3.5.2 结果整理

3.5.3 回弹模量和CBR 的关系

3.6 单一筛孔通过率对CBR 影响

3.7 本章小结

第四章贝雷法评价和设计混合料级配

4.1 贝雷法基本原理

4.1.1 集料的嵌挤与填充

4.1.2 粗、细集料的划分

4.1.3 设计密度的概念

4.1.4 贝雷法三参数

4.2 贝雷法评价级配

4.2.1 试验方法

4.2.2 反算K

4.2.3 贝雷法评价级配的步骤

4.3 12 个级配的评价结果

4.3.1 贝雷三参数

4.3.2 粗集料堆积骨架空隙率

4.3.3 K 值反算

4.4 贝雷法设计级配

4.4.1 贝雷法设计级配的思想

4.4.2 贝雷法设计级配的步骤

4.4.3 算例

4.5 本章小结

第五章成型方式对混合料性能影响

5.1 成型级配的选择

5.2 不同成型方法的物理和力学性能对比

5.2.1 最大干密度和最佳含水量

5.2.2 成型前后的级配变化

5.2.3 最佳含水量下的CBR 值

5.2.4 回弹模量试验

5.3 本章小结

第六章碎石混合料抗车辙试验

6.1 轮碾成型

6.1.1 目的与适用范围

6.1.2 仪具与材料

6.1.3 方法与步骤

6.2 灌水法测轮碾试件密度

6.2.1 仪具与材料

6.2.2 方法与步骤

6.2.3 试验结果整理

6.3 车辙试验

6.3.1 目的与适用范围

6.3.2 仪具与材料

6.3.3 方法与步骤

6.3.4 计算分析

6.4 结果整理

6.5 级配碎石车辙试验

6.6 本章结论

第七章级配碎石基层试验路研究

7.1 水界高速公路试验路研究与分析

7.1.1 试验路工程简介

7.1.2 试验路方案

7.1.3 原材料检测

7.1.4 级配碎石层配合比设计

7.2 级配碎石层施工工艺

7.2.1 施工原则

7.2.2 施工工艺

7.2.3 检测结果

7.3 本章小结

第八章结论与展望

8.1 主要结论

8.2 进一步研究的建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果

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