【摘要】：本論文以甘肅省交通廳科技項(xiàng)目《長大縱坡路段瀝青路面關(guān)鍵技術(shù)研究》為依托項(xiàng)目，結(jié)合長陡坡路段瀝青路面的主要破壞形式，從瀝青材料的特性、車輛荷載大小、車速及坡度與坡長等因素對長陡坡路面的破壞影響進(jìn)行了理論分析：瀝青的材料特性，是瀝青路面產(chǎn)生永久變形的本質(zhì)；坡道越陡、坡長越長，對瀝青路面所產(chǎn)生的破壞也越嚴(yán)重；長陡坡路段瀝青路面產(chǎn)生車轍的主要因素為剪切變形，故在研究中引入單軸貫入試驗(yàn)，用以評價SMA混合料的抗剪性能。 針對目前配合比設(shè)計存在的缺陷，針對現(xiàn)在瀝青混合料級配的設(shè)計與路用性能脫節(jié)問題探索基于長陡坡路段混合料路用性能的級配設(shè)計方法，并提出相應(yīng)的控制參數(shù)和指標(biāo)。針對長陡坡路段實(shí)際工程情況，在SMA混合料的路用性能研究中，引入單軸貫入試驗(yàn)用以評價混合料的抗剪特性，彌補(bǔ)現(xiàn)規(guī)范的不足。本研究初選三種粗細(xì)不同的級配，以相同的初始油石比對三種級配的木質(zhì)素SMA-13混合料進(jìn)行了車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)和單軸貫入試驗(yàn)，分析研究了級配類型與各項(xiàng)路用性能之間的關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果表明：級配越粗，高溫與抗剪性能越好，水穩(wěn)性能變差；而級配過粗或過細(xì)時，對低溫性能都會產(chǎn)生不良影響。并通過路用性能分析確定最優(yōu)級配和木質(zhì)素SMA混合料的最佳油石比。 為提高路用性能和節(jié)儉成本，嘗試應(yīng)用復(fù)合纖維。將木質(zhì)素纖維分別與礦物纖維和聚酯纖維按1:1、2:1、3:1的三種不同比例進(jìn)行復(fù)配，并摻配到混合料中，分別確定各種復(fù)配纖維SMA混合料的最佳油石比；對各種復(fù)配纖維SMA混合料進(jìn)行了高溫、低溫、水穩(wěn)及抗剪性試驗(yàn)研究，并與木質(zhì)素SMA混合料進(jìn)行對比，分析研究了復(fù)配纖維SMA混合料路用性能的優(yōu)劣情況，得出復(fù)配纖維比例與綜合性能之間的關(guān)系，并結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本，綜合考慮使用性能與經(jīng)濟(jì)性，分別確定了兩種復(fù)配纖維的最佳比例：當(dāng)木質(zhì)素與玄武巖纖維進(jìn)行復(fù)配時，最優(yōu)復(fù)配比例為1:1；當(dāng)木質(zhì)素與聚酯纖維進(jìn)行復(fù)配后，最優(yōu)復(fù)配比例為3:1。最后針對長陡坡路段實(shí)際情況，推薦使用1:1比例的木質(zhì)素與玄武巖復(fù)配纖維。
【圖文】：

圖 2-1 上坡路段路面結(jié)構(gòu)表面受力圖0 時，為水平路段，瀝青路面受到車身自重作用，，并在路面上產(chǎn)推力 F1 通過下式計算：1F G 為摩擦系數(shù)，G 為車輛重力，F(xiàn)1即為水平推力； α 0 時，為上坡路段，此時瀝青路面的受力情況不同于水平路下式得出：2F G sin Gcos 為摩擦系數(shù)， G sin 和 G cos 分別為車輛重力分別沿平行于縱坡方向的分力，F(xiàn)2即為求得的水平推力。路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，當(dāng)車速為 80km/h 時，公路最大坡度 最小值為 0.999，垂直縱坡方向的力與平路相比基本沒有減小，式（2.8）變?yōu)椋?F G sin G式（2.8）、（2.9），當(dāng)車輛在爬坡時會產(chǎn)生一種慣性力，如果車

圖 2-3 5.5Kw/t 載重汽車爬坡時的速度與距離關(guān)系圖（注:測算縱坡時，采用的載重汽車的質(zhì)量分?jǐn)偣β蕿?5.5Kw/t，初始速度為可知，道路坡度越大時，車輛速度下降越快，則車輛的減速距離穩(wěn)定下來的速度也越小。坡度大于 3%，則汽車最終的穩(wěn)定速度50%以下；若坡度為 5%，恒定速度會降到 30%以下；當(dāng)坡度達(dá)到定速度會降低到初始速度的 20%以下甚至更小。由此可得出，輛的行駛速度下降的就越迅速，最終平衡時的穩(wěn)定速度就越小等效特性，那么對瀝青路面所產(chǎn)生的破壞也越嚴(yán)重。陡坡路面車轍產(chǎn)生機(jī)理復(fù)承受車輛荷載作用后，瀝青路面產(chǎn)生永久變形累積，從而出國目前大多高等級公路都是采用的半剛性基層，所以基層和路量越來越少。大量研究表明，在瀝青路面車轍破壞中，半剛性永久變形比例占到 90%以上，所以瀝青面層的永久變形是當(dāng)今
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U414

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 金日光，劉薇;應(yīng)力－溫度等效性及WLF方程參數(shù)的物理意義[J];北京化工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1994年02期

2 林繡賢;SMA目標(biāo)配合比快速確定法[J];華東公路;2001年02期

3 朱嶸;鐘才根;吳波;陳建軍;陳寶;;聚酯纖維、聚丙烯腈纖維與木質(zhì)素纖維SMA路用性能研究[J];華東公路;2011年05期

4 吳少鵬;王家主;陳太泉;;長大縱坡瀝青路面應(yīng)力分析[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2006年06期

5 郝培文,張登良,胡西寧;瀝青混合料低溫抗裂性能評價指標(biāo)[J];西安公路交通大學(xué)學(xué)報;2000年03期

6 申愛琴;莊傳儀;;山區(qū)高速公路瀝青路面車轍成因與防治措施[J];筑路機(jī)械與施工機(jī)械化;2007年06期

7 黃堯慶;魏南云;;上三高速公路上坡路段病害處理方案及對策思考[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2008年05期

本文編號：2534698