沥青路面基层与面层间连接状态评价方法及指标研究

论文摘要

基层与面层间保持良好粘结状态对沥青路面使用性能至关重要。我国在工程实践中通过定量喷洒透层材料或铺筑下封层等手段在上下接触面间提供有效粘结。但实际施工过程中由于种种原因致使透层材料施工质量缺乏有效方法及指标进行规范化控制,导致透层施工过程随意性较大,给后期路面结构埋下质量隐患。因此,针对我国现阶段透层材料应用状态评价体系亟待完善的基本现状,本文主要开展以下研究工作:首先,论文通过BISAR3.0计算程序对不同基-面层间结合状态对路面结构层间应力突变状态及长期疲劳寿命的影响展开分析。分析表明,当基层与面层间结合状态不良时,沥青路面结构基-面层间接触面将发生应力突变现象,并在荷载疲劳作用下发生剪切推移破坏的可能性最大。其次,论文结合该结构层位特殊的功能需求提出渗透特性、流动特性及粘结特性等三项透层材料关键性能;并通过探索试验总结提出各项性能成型的评价方法和评价指标,试验结果表明本文提出三项评价指标具备良好区分度。再次,论文基于透层材料各项关键特性间固有差异性展开透层材料应用状态评价体系的研究工作,将基层表面渗透状态分析及抗直剪作用状态分析纳入基层与面层间连接状态评价体系,通过多影响因素下回归分析手段建立透层材料关键性能指标与其应用状态评价指标间的影响关系。最后,论文结合我国现有研究中对路面结构力学分析及抗剪强度试验的成果整理,提出针对我国水稳碎石基层条件下透层材料应用状态评价的推荐标准;同时,论文针对一次性剪切破坏模式的不足开展了各透层材料抗疲劳剪切特性的探索性研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状与分析
• 1.2.1 层间接触力学模型分析研究
• 1.2.2 层间抗剪试验分析研究
• 1.2.3 层间接触状态评价指标研究
• 1.2.4 透层材料性能评价体系研究
• 1.3 主要研究内容
• 1.3.1 力学分析—沥青路面基层与面层间接触状态力学分析
• 1.3.2 透层材料关键性能评价方法及指标研究
• 1.3.3 基层与面层间连接状态评价方法及指标研究
• 1.3.4 透层材料关键性能与应用状态指标关连分析与应用标准探讨
• 1.4 论文主体研究路线
• 第2章 基层与面层间接触状态对路面结构力学响应的影响分析
• 2.1 弹性层状体系计算理论概述
• 2.2 基层与面层间接触力学模型分析
• 2.2.1 非Herz弹性接触模型理论
• 2.2.2 古德曼模型理论
• 2.3 层间接触状态参数的选取及路面结构选定
• 2.4 不同接触条件对路面结构内部受力状态影响分析
• 2.4.1 层间状态参数对不同计算点位层间正向应力突变的影响分析
• 2.4.2 层间状态参数对不同计算点层间最大剪应力突变的影响分析
• 2.4.3 层间状态参数对不同计算点位层间相对位移突变的影响分析
• 2.4.4 沥青路面基-面层间阶段性破坏分析
• 2.5 不同层间接触状态参数对路面结构疲劳寿命影响分析
• 2.5.1 我国路面结构设计方法概述
• 2.5.2 不同层间接触状态对路面结构疲劳寿命的影响分析
• 2.6 考虑结合状态基-面层间最大剪应力推荐控制值分析
• 2.7 本章小结
• 第3章 原材料技术性能指标测试
• 3.1 原材料性能试验
• 3.1.1 沥青材料
• 3.1.2 透层材料常规指标测定
• 3.1.3 面层选用石料性能
• 3.1.4 面层选用矿粉性能
• 3.2 材料选用级配
• 3.2.1 基层选用级配
• 3.2.2 面层选用级配
• 3.2.3 最佳油量确定
• 3.3 本章小结
• 第4章 透层材料关键性能评价方法及指标研究
• 4.1 透层材料功能特性分析
• 4.2 透层材料关键性能评价方法及指标研究
• 4.2.1 透层材料渗透能力评价方法及指标研究
• 4.2.2 透层材料常温流动能力评价方法及指标研究
• 4.2.3 透层材料常温流动性改进试验（罗兹-哥特里抽脂管法）
• 4.2.4 透层材料粘结抗拉拔性能研究
• 4.3 本章小结
• 第5章 基层与面层间连接状态评价方法及指标研究
• 5.1 基层与面层间连接状态分析
• 5.2 基层表观状态评价方法及评价指标研究
• 5.2.1 基层表观状况评定实验基本方法
• 5.2.2 基层表观状态评定分级标准研究
• 5.3 透层材料在基层表面渗透状态的评价研究
• 5.3.1 透层材料在水稳砂砾基层表面渗透状态分析
• 5.3.2 水泥稳定碎石基层渗透状况分析
• 5.4 基-面层间抗剪切状态的评价研究
• 5.4.1 竖向直剪试验夹具的改进研发
• 5.4.2 ASTM C273M试验标准简介
• 5.4.3 抗直剪试验方法及相关介绍
• 5.5 透层抗疲劳剪切特性探索研究
• 5.5.1 疲劳损伤原理论介绍
• 5.5.2 疲劳性能的评价方法
• 5.5.3 疲劳剪切作用模式分析
• 5.5.4 疲劳剪切试验数据分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 透层材料关键性能与应用状态指标间关联分析及技术标准探讨
• 6.1 透层材料关键性能与渗透状态指标间关联分析
• 6.2 透层材料关键性能与抗剪切状态指标间关联分析
• 6.3 透层材料应用技术标准探讨
• 6.3.1 基-面层间抗直剪强度推荐标准值的确定
• 6.3.2 透层材料渗透指数推荐标准界定值确定
• 6.3.3 透层材料关键性能指标推荐标准界定值确定
• 6.4 本章小结
• 结论及展望
• 主要结论
• 后期进一步的研究设想
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文及申请专利情况
• 致谢