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橡胶沥青碎石封层路用性能研究

作　者: 臧芝树
导　师: 申爱琴
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 橡胶沥青碎石封层路用性能动水压力旧水泥混凝土路面反射裂缝施工控制
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

橡胶沥青碎石封层作为一种性能优异沥青路面功能层,主要用于沥青路面新建与改建、沥青混凝土桥面铺装、水泥混凝土路面沥青加铺等工程。铺设这个功能层的主要目的是防水粘结、应力消减、延缓路面裂缝反射。但是,橡胶沥青碎石封层组成结构与材料要求、性能评价指标以及路用性能试验研究等还处于起步阶段,因此,系统开展橡胶沥青碎石封层相关技术研究对于推广应用具有重要意义。本文首先分析了橡胶沥青碎石封层的组成结构和性能特点,提出了原材料技术要求。运用FRANC2D软件对设置不同结构类型的橡胶沥青碎石封层路面结构的反射裂缝产生和扩展机理进行研究。通过一系列室内试验研究了橡胶沥青碎石封层的路用性能,重点对比分析了橡胶沥青单层碎石封层与橡胶沥青倒装封层的粘结性能以及疲劳性能。利用自主研发的“多功能沥青混合料动态渗水试验仪”及“沥青路面材料动水压力冲刷试验仪”,分析了动水压力对这两种结构类型的橡胶沥青碎石封层的影响。研究表明：2cm橡胶沥青倒装封层能有效的防治反射裂缝扩展,提高旧水泥混凝土与沥青层之间的粘结性能,抵抗动水压力的侵蚀,延长路面结构的使用寿命。最后,结合山东水泥混凝土路面改造工程,铺筑了橡胶沥青倒装封层试验路,提出了施工工艺及质量控制技术。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 问题的提出及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 沥青路面层间病害调查与分析  11-13
    1.2.2 橡胶沥青碎石封层研究及应用现状  13-14
  1.3 研究内容及技术路线  14-16
    1.3.1 主要研究内容  14
    1.3.2 技术路线  14-16
第二章橡胶沥青碎石封层组成结构及性能要求  16-28
  2.1 橡胶沥青碎石封层组成结构  16-19
    2.1.1 碎石封层结构分类  16-18
    2.1.2 结构形成  18-19
  2.2 橡胶沥青碎石封层技术性能及特点  19-21
    2.2.1 性能优势及特点  19-20
    2.2.2 应具备的技术性能  20-21
  2.3 橡胶沥青技术要求  21-24
    2.3.1 橡胶沥青作用机理分析  21-22
    2.3.2 洒布型橡胶沥青技术要求  22-24
  2.4 碎石技术要求  24-26
    2.4.1 封层碎石特点  24-25
    2.4.2 碎石技术指标要求  25-26
  2.5 本章小结  26-28
第三章橡胶沥青碎石封层阻裂数值模拟分析  28-40
  3.1 反射裂缝产生及扩展机理  28-29
  3.2 断裂力学基本理论  29-32
    3.2.1 裂纹尖端奇异场  29-30
    3.2.2 应力强度因子理论  30-31
    3.2.3 疲劳裂缝扩展寿命  31-32
  3.3 基于橡胶沥青碎石封层反射裂缝扩展数值模拟  32-38
    3.3.1 计算模型概述  32-35
    3.3.2 反射裂缝扩展路径分析  35-36
    3.3.3 反射裂缝扩展角分析  36-37
    3.3.4 疲劳寿命分析  37-38
  3.4 本章小结  38-40
第四章橡胶沥青碎石封层粘结及疲劳性能试验研究  40-49
  4.1 层间粘结性能  40-46
    4.1.1 直接剪切试验设计  40-42
    4.1.2 基于剪切实验的碎石封层配合比设计  42-46
  4.2 橡胶沥青碎石封层疲劳性能研究  46-48
    4.2.1 复合小梁试件成型  46
    4.2.2 疲劳试验结果与分析  46-48
  4.3 本章小结  48-49
第五章动水压力对橡胶沥青碎石封层影响研究  49-59
  5.1 实验仪器的研发  49-51
    5.1.1 多功能沥青混合料动态渗水试验仪  49-50
    5.1.2 沥青路面材料动水压力冲刷试验仪  50-51
  5.2 橡胶沥青碎石封层防渗性能  51-55
    5.2.1 实验设计  51-52
    5.2.2 水压对橡胶沥青碎石封层密水性能影响  52-55
  5.3 动水压力对橡胶沥青碎石封层粘结性能影响分析  55-57
    5.3.1 试验方法与步骤  55-56
    5.3.2 不同温度作用下对封层粘结性能的影响  56-57
  5.5 本章小结  57-59
第六章橡胶沥青碎石封层施工工艺研究  59-70
  6.1 试验路概况及铺筑  59-63
    6.1.1 工程概况  59-61
    6.1.2 施工步骤  61-63
  6.2 试验路关键施工工艺  63-65
    6.2.1 原有路面的处理  63
    6.2.2 橡胶沥青的洒布  63-64
    6.2.3 碎石的撒布  64-65
    6.2.4 碾压  65
  6.3 橡胶沥青碎石封层质量管理  65-69
    6.3.1 橡胶沥青洒布量  66-67
    6.3.2 碎石撒布量  67-68
    6.3.3 刹车实验  68-69
  6.4 本章小结  69-70
第七章结论与展望  70-72
  7.1 主要结论  70-71
  7.2 进一步建议  71-72
参考文献  72-75
致谢  75

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