貴州高海拔地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)與材料適應(yīng)性研究.pdf

1、云貴高原及其周邊地區(qū)為主的高海拔地區(qū)，地處于我國西南部，具有冬季氣溫低、日溫差大、年溫差小、日照長、輻射強、干濕季分明、多大風(fēng)等氣候特點。該區(qū)域的瀝青路面常出現(xiàn)過早老化、開裂等病害。由于高海拔地區(qū)半剛性瀝青路面反射開裂現(xiàn)象的普遍性與嚴(yán)重性，該路面類型在高海拔地區(qū)的適用性已經(jīng)受到人們的質(zhì)疑。
　　針對貴州高海拔地區(qū)高速公路的惡劣氣候條件、交通荷載特點和使用要求，從路面結(jié)構(gòu)和路面材料兩方面系統(tǒng)開展高海拔地區(qū)瀝青路面行為特性與設(shè)計方法研

2、究，以期從理論上和應(yīng)用上提出合理的高海拔地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計方法，以彌補現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范在高海拔地區(qū)應(yīng)用中的不足。
　　首先介紹了高海拔地區(qū)常規(guī)瀝青混合料室內(nèi)試驗評價，以及性能優(yōu)良、適用于高海拔地區(qū)的納米改性瀝青及纖維瀝青混合料性能的試驗研究。結(jié)果表明：AC-13偏近中值并增加瀝青含量較為適合高寒地區(qū)環(huán)境，條件允許時可以進一步增加油石比，以滿足更高的水穩(wěn)定性，低溫抗裂性和抗疲勞性的標(biāo)準(zhǔn)；采用更高標(biāo)號的瀝青可以顯著改善瀝青混合料的

3、低溫抗裂性，瀝青面層厚度對開裂的影響不如路基和瀝青材料的影響顯著；摻入纖維后，混合料的性能有大幅度提升，其中聚酯纖維和福塔纖維表現(xiàn)明顯優(yōu)于木質(zhì)素纖維。
　　為進一步探討防水抗裂功能層這一新型瀝青混合料的路用性能，采用A-70瀝青和AC-5中值級配、AC-5下限級配（粗級配）以及AC-10中值級配，重點研究礦料級配對防水抗裂功能層的水穩(wěn)定性、低溫抗裂性等路用性能的影響，確定防水抗裂功能層適宜采用的級配類型。并通過漢堡車轍試驗評價級配

4、與油石比對混合料水穩(wěn)定性能的影響。與 Strata應(yīng)力吸收層相比，AC-10瀝青混合料更適宜作為防水抗裂功能層。
　　為了合理地檢測各種路面材料的抗裂縫能力，提出一種新型的模擬反射裂縫發(fā)生機制的試驗儀器（Overlay Tester試驗），希望以此試驗對各種材料的抗裂性及抗疲勞表現(xiàn)進行評價，并對現(xiàn)有的配合比設(shè)計方法提出改進。為兼顧瀝青混合料的高溫抗變形能力、水穩(wěn)定性能和低溫抗裂能力，提出直接依靠漢堡車轍試驗和Overlay tes

5、ter試驗結(jié)果的瀝青混合料配合比設(shè)計流程。
　　提出了兩種路面結(jié)構(gòu)建議，即倒裝復(fù)合基層結(jié)構(gòu)和防水抗裂功能層結(jié)構(gòu)，采用數(shù)值模擬方法對這兩種路面結(jié)構(gòu)力學(xué)行為進行了分析。結(jié)果表明：倒裝復(fù)合式基層結(jié)構(gòu)在荷載作用下，面層底面出現(xiàn)拉應(yīng)力，且隨著軸載的增大，面層底面的拉應(yīng)力近似成線性遞增；級配碎石層底面始終處于受壓狀態(tài)，基層底面拉應(yīng)力明顯小于傳統(tǒng)的半剛性基層結(jié)構(gòu)；設(shè)置防水抗裂功能層可以延緩裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展有顯著作用；防水抗裂功能層對車轍的貢獻不