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连续配筋混凝土路面面层与基层间沥青混合料功能层研究

作　者: 贾建峰
导　师: 许金良
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: CRCP 冲刷反射裂缝功能层沥青混合料配合比设计
分类号: U416.216
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

连续配筋混凝土路面(CRCP)是高等级路面的重要结构型式,具有使用寿命长、养护工作量小、能源消耗少、施工简便以及对交通等级和环境适应性强等优点。为了延长CRCP面层使用寿命,通常在CRCP面层与基层间设沥青混合料功能层,本文对其厚度、材料要求、组成、设计方法进行研究,该研究对减少CRCP面层的早期破坏,改善CRCP使用性能,建设节约型社会具有重要理论意义。本文基于CRCP层间作用机理和过渡层理论,分析了CRCP常见破坏形式,指出CRCP面层下设置沥青混合料功能层的必要性,功能层的作用主要是提高基层的抗冲刷能力并减少面层中的反射裂缝。通过试验研究了抗冲刷和抗反射裂缝所需的沥青混合料最小油石比,又通过ABAQUS有限元软件研究了功能层模量和厚度与板顶临界应力的关系,得出沥青混合料最佳厚度和最小油石比,然后根据马歇尔法制作了AC—16和AC—13两种沥青混合料,对其进行水稳定性和弯曲破坏试验,最后综合确定了沥青混合料功能层的最佳厚度和能满足抗反射裂缝和抗冲刷性能的最小油石比,并分析了沥青混合料作为功能层时的材料要求,根据试验结果得出功能层的油石比比马歇尔确定的最佳油石比小0.3%,不会影响其抗反射裂缝的能力。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-19
  1.1 研究背景和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状及分析  11-15
    1.2.1 JPCP面层与基层层间相互作用研究现状分析  11-13
    1.2.2 JPCP(接缝式水泥混凝土路面)中功能层的研究现状  13-15
    1.2.3 CRCP与JPCP的异同  15
    1.2.4 国内外对CRCP下功能层的研究  15
  1.3 目前存在问题  15-16
  1.4 本文主要研究内容  16-17
  1.5 技术路线  17-19
第二章 CRCP面层与基层层间破坏机理和功能层分析  19-33
  2.1 CRCP层间作用机理  19-21
    2.1.1 CRCP面层与基层层间界面特性分析  19
    2.1.2 CRCP面层与基层层间相互作用分析  19-20
    2.1.3 CRCP面层与基层层间界面开裂分析  20-21
  2.2 CRCP路面结构主要破坏分析  21-23
    2.2.1 层间过渡层破坏分析  21
    2.2.2 基层主要破坏形式  21-22
    2.2.3 面层主要破坏形式  22
    2.2.4 CRCP面层与半刚性基层刚度协调问题  22-23
  2.3 功能层的作用分析  23-24
  2.4 基层冲刷研究  24-26
    2.4.1 CRCP半刚性基层基层冲刷问题  24-26
    2.4.2 CRCP下沥青混合料功能层的抗冲刷要求  26
  2.5 功能层反射裂缝研究  26-31
    2.5.1 功能层反射裂缝形成机理  26-28
    2.5.2 反射裂缝扩展分析  28-30
    2.5.3 沥青混合料反射裂缝扩展规律  30
    2.5.4 沥青混合料反射裂缝的影响因素  30-31
  2.6 本章小结  31-33
第三章功能层模量和厚度对CROP板顶临界应力的影响  33-38
  3.1 ABAQUS有限元模型的建立  33-34
  3.2 功能层厚度和模量对CRCP板顶临界应力的影响  34-37
    3.2.1 功能层厚度对CRCP板顶临界应力的影响  34-36
    3.2.2 功能层模量对CRCP板顶临界应力的影响  36-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章功能层性能试验研究  38-61
  4.1 功能层原材料试验与试验方法  38-41
    4.1.1 原材料  38-39
    4.1.2 功能层混合料级配选择  39-40
    4.1.3 沥青混合料配合比设计  40
    4.1.4 功能层沥青混合料马歇尔法最佳油量确定  40-41
  4.2 沥青混合料抗冲刷性能研究  41-44
    4.2.1 试验方法  42
    4.2.2 试验过程及试验结果  42-44
  4.3 沥青混合料低温性能J—积分试验结果及分析  44-45
    4.3.1 J—积分试验原理  44
    4.3.2 J—积分试验  44-45
  4.4 水稳性能试验  45-52
    4.4.1 浸水马歇尔试验  45-46
    4.4.2 冻融劈裂试验  46
    4.4.3 浸水飞散试验  46-47
    4.4.4 水稳性试验结果及分析  47-52
  4.5 弯曲破坏试验  52-60
    4.5.1 沥青混合料低温抗裂机理  52
    4.5.2 低温弯曲试验方法  52-54
    4.5.3 低温弯曲试验结果及分析  54-60
  4.6 本章小结  60-61
第五章 CRCP中功能层沥青混合料设计方法  61-65
  5.1 普通面层沥青混合料设计方法  61
  5.2 CRCP中功能层沥青混合料设计要求  61-62
  5.3 基于功能层特点的沥青混合料设计流程  62-63
  5.4 本章小结  63-65
第六章试验路  65-71
  6.1 试验路概况  65-66
  6.2 试验路数据调查及分析  66-70
  6.3 本章小结  70-71
第七章结论与展望  71-73
  7.1 结论  71-72
  7.2 进一步研究设想  72-73
主要参考文献  73-75
致谢  75

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