抗凝冰粗糙路面技术研究

论文摘要

路面抗滑性能对行车安全非常重要,特别是冬季多雨结冰的路面更要具备良好的抗滑性能。我国南方云贵川潮湿山区,冬季多“冻雨”灾害,且由于空气潮湿,气温较低,容易使路面产生较薄冰层和暗冰。气温在0℃温度范围内,路面上的冰层长期处于表面润湿状态,凝冰层上的水膜使得路面表面很大程度的丧失摩擦力,使路面抗滑能力大幅下降,显著降低机动车辆的可操控性与行驶安全性,容易发生交通事故,严重时只有封闭交通,扰乱了人民群众的正常生活状态。需要寻找有效的方法来预防路面结冰,在冰层较薄的情况下,能利用路面本身的构造使车辆在行驶过程中使冰层自动破碎来维持路面良好的抗滑性能。粗糙路面和自应力弹性路面都是能使车辆在行驶过程中自动破冰的方法之选。本文以粗糙型路面为研究对象,通过实验对粗糙型路面结冰后的破冰效果和抗滑性能进行了一些比较分析。粗糙路面类型主要有开级配沥青混凝土(OGFC)、多碎石沥青混凝土(SAC)路面、沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料路面、碎石封层铺筑面层等几种。本文首先分析了路面摩擦抗滑机理,对不同构造深度和不同空隙率的混合料分别作了结冰抗滑的比较分析,得出一定降水量情况下能保持良好抗滑效果的路表构造深度范围,然后确定能保证及时排水的路面混合料目标空隙率。以此目标空隙率和构造深度为指标完成了粗糙型路面的配合比设计,并检测定其常规路用性能均满足要求,特别结冰后路面仍有良好的抗滑效果。证明了粗糙路面在降水量不大冰层较薄的凝冰路段具有良好的抗滑性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 云贵川地区冬季存在的凝冰灾害问题
• 1.1.2 课题的来源
• 1.1.3 粗糙类抗凝冰路面的特点
• 1.2 国内外路面凝冰防治技术研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 暗冰的形成与路面抗滑理论分析
• 2.1 暗冰的形成原因及特点
• 2.2 粗糙路面的抗滑机理
• 2.2.1 轮胎与路面的摩擦机理
• 2.2.2 宏观构造对路面抗滑影响分析
• 2.2.3 微观构造对抗滑性能的影响
• 2.3 路面抗滑的影响因素
• 2.3.1 原材料的影响
• 2.3.2 矿料形状和级配的影响
• 2.3.3 交通及气候条件的影响
• 2.3.4 路面污染的影响
• 2.3.5 温度的影响
• 2.3.6 车速的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 不同类型粗糙路面凝冰状态下抗滑效果比较分析
• 3.1 抗滑路面混合料的种类
• 3.2 混合料的成型及抗滑试验及结果
• 3.2.1 室内试验系统
• 3.2.2 沥青混凝土试件的制备
• 3.2.3 不同构造深度混合料试件试验及结果
• 3.2.4 不同空隙率混合料试件试验及结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 粗糙型抗凝冰路面混合料配合比设计
• 4.1 原材料的选择及性能指标
• 4.1.1 沥青结合料和矿料选择及性能指标
• 4.2 目标空隙率的确定
• 4.3 确定设计矿料的级配和沥青用量
• 4.3.1 矿料级配的确定
• 4.3.2 确定初始沥青用量
• 4.3.3 析漏试验确定最大油石比
• 4.3.4 飞散试验确定最小油石比
• 4.3.5 确定最佳油石比
• 4.4 本章小结
• 第五章 粗糙型抗凝冰路面混合料性能测试分析
• 5.1 混合料的高温稳定性能
• 5.1.1 车辙试验
• 5.2 混合料的低温性能
• 5.2.1 混合料低温性能试验方法
• 5.2.2 混合料低温弯曲试验
• 5.3 混合料的水稳定性能
• 5.3.1 浸水马歇尔试验
• 5.3.2 冻融劈裂试验
• 5.4 混合料排水性能测试
• 5.5 混合料抗凝冰性能测试
• 5.6 本章小结
• 第六章 粗糙型抗凝冰路面混合料的施工工艺
• 6.1 混合料拌和工艺
• 6.2 混合料的运输
• 6.3 混合料摊铺
• 6.4 混合料碾压
• 6.5 施工注意事项
• 6.6 本章小结
• 第七章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著与取得的科研成果