半刚性基层材料干缩和温缩特性试验研究

半刚性基层材料目前已广泛应用于我国高等级公路路面结构中,但是随着温度和湿度的变化,这种材料容易产生开裂,影响路面使用性能。本文通过对几种半刚性基层材料进行室内干缩和温缩试验研究,分析其干缩应变、干缩系数、温缩应变、温缩系数等参数的变化规律,为科学地进行半刚性基层材料配合比设计和改善其抗裂性能提供一些基础资料。     

半刚性基层的材料特性

从强度、温度收缩和干燥收缩、抗冲刷以及疲劳4个方面论述了半刚性基层材料的特性,指出:半刚性基层材料的强度可以根据路面结构要求在一个很宽的值域内设计;半刚性基层材料的强度获得不仅要靠一定剂量的结合料,更要靠良好级配的集料;及时的保湿养生可以避免半刚性基层材料的干燥收缩裂缝;控制细料含量可以显著减小半刚性基层材料的温度收缩裂缝;通过减少细料含量、增加结合强度以及增大空隙率等合适的材料组成设计,可以显著地提高半刚性基层材料的抗冲刷性能;半刚性基层材料是应力敏感性材料,将半刚性基层放在路面中合适的层位,可以使其具有更长的疲劳寿命.     

半刚性基层长寿命路面结构和材料设计研究

结合长寿命路面工程实例,从结构设计和材料设计方面对半刚性基层长寿命路面应用进行了探索性研究。针对我国近几年来高等级公路沥青路面早期损坏现象调查、损坏原因分析与结构计算结果,结合试验路段高等级公路重载交通的状况,提出本次长寿命路面结构组合设计思路;综合考虑各种沥青路面结构层组合方案在结构设计时中的受力特点及所需考虑的损坏类型,提出本次长寿命路面设计指标和相关的设计参数,并针对不同结构层提出了具体的材料性能要求。通过室内试验和现场检测结果表明:各结构层所用的沥青混合料各项路用性能均满足设计要求,半刚性基层沥青路面具有足够的承载力,其路面结构满足长寿命设计标准。     

沥青路面中双层半刚性基层的倒装效应

为探讨具有2层半刚性基层的沥青路面中半刚性基层的结构组合与材料选择原则,采用BISAR3.0对常用的具有2层半刚性基层的沥青路面结构及其基层倒装后的沥青路面结构进行了荷载效应分析;并成型了由2层不同半刚性材料构成的复合梁式试件,通过进行四点弯曲强度试验和四点弯曲疲劳试验对比了这两种结构的强度和疲劳寿命。结果表明:常用结构的下半刚性层所受拉应力、拉应变大于上半刚性层,路面结构的疲劳寿命取决于下基层;通常将性能稍差的材料用于下层,而性能较好的材料用于上层的结构组合原则与结构的水平应力状态不吻合;将其倒装后,性能较好的材料承受较大的拉应力,而性能较差的材料承受较小的拉应力,特别是当下层的模量大于上层模量的3倍时,上半刚性层会处于受压状态,这样就可以充分发挥各层材料的性能,且提高整个结构的抗裂性能;结构分析和试验均表明倒装结构的承载能力和抗疲劳性能均有显著提高;在进行半刚性基层的结构组合与材料设计时,应该根据结构层的水平拉应力状态进行结构组合与材料设计。     

基于新版沥青路面设计规范的路面结构设计分析

在2017版沥青路面设计规范颁布后,为了分析路面结构原设计方案的可行性,根据新规范的规定,对道路轴载谱进行了实测并对路面材料参数进行了室内试验,对路面结构进行了重新设计,并对沥青面层厚度、路床顶面回弹模量等参数对基层疲劳寿命的影响进行了分析。结果表明:根据实测轴载谱,原设计方案半刚性基层疲劳寿命不满足要求,通过增大路床处理深度提高路床顶面回弹模量可显著提高半刚性基层疲劳寿命。轴载谱实测及路面结构分析结果可为半刚性基层沥青路面结构性损坏原因调查提供依据。     

沥青混合料基灌注式半刚性路面结构组合设计与应用研究

依据微分等效介质理论和试验测试确定结构设计材料参数,通过有限元法和路面结构层控制指标参数开展不同厚度、沥青混合料基灌注式半刚性复合材料组合设计计算,确定采用弹性模量为2 800 MPa的沥青混合料基灌注式半刚性复合材料为面层材料,沥青混合料基灌注式半刚性面层60mm+水泥稳定碎石基层150mm结构组合完全能满足轻型交通旧路罩面受力与变形要求。同时,经过实际工程应用证实,该沥青混合料基灌注式半刚性路面结构组合优于同类沥青或水泥混凝土路面结构的效果。     

重载交通下不同基层类型沥青路面结构应力分析

基于我国沥青路面设计理论及标准,参考实际沥青路面结构,选取不同的沥青路面结构与材料参数,如结构层厚度、模量和泊松比等,采用BISAR3.0路面力学计算程序计算分析不同基层类型对沥青混凝土路面结构内部应力状态的影响。结果表明,柔性基层路面与半刚性基层路面的破坏机理存在明显差异,为了实现2种路面的优势互补,应将柔性基层与半刚性基层的结构进行合理的优化组合,以弥补柔性基层和半刚性基层沥青路面的缺陷。     

柔性纤维增强水泥稳定碎石抗裂性评价方法

半刚性基层材料自身抗裂性能不足将导致基层开裂,基层开裂将导致路面结构的破坏.针对半刚性基层常见的开裂病害,提出采用柔性纤维增强水泥稳定碎石抗裂性能,并通过室内干缩试验、温缩试验以及断裂韧性试验研究了柔性纤维增强水泥稳定碎石的抗裂性能.结果表明材料的干缩耗能系数、温缩耗能系数以及断裂韧度综合反映了柔性纤维增强水泥稳定碎石的抗裂性能,可以用来定性评价半刚性基层的抗裂性能.     

刚性路面基垫层材料参数及结构试验研究

通过高速公路试验路段的铺筑检测，在几种典型半刚性材料系统试验成果基础上，提出了刚性路面基垫层材料参数建议值，介绍了新型基层材料的力学特性及工艺参数；提出了基层当量回弹模量与回弹弯沉值之间的相关统计公式。     

半刚性基层表面抗冲刷性能试验与分析

路面面层与基层界面之间积存的自由水因压力变化而高速流动并产生泵吸效应,将冲刷基层表面并导致路面损坏。为评估半刚性基层表面抗冲刷性能和防冲刷措施效果,基于半刚性基层材料的冲刷原理,利用混凝土振动台、沥青混合料车辙试验机进行振动水流冲刷和轮碾冲刷试验。通过两种基层材料、3种防冲刷措施的试验对比,确认水泥稳定级配碎石的抗冲刷性能优于水泥稳定砂砾;乳化沥青透层、土工布对减少半刚性基层材料的表面冲刷有较好的效果,冲刷量可下降60%~80%以上,最高降低94.4%;按抗冲刷效果排序,乳化沥青透层+土工布土工布乳化沥青透层;与未冻融的试件相比,冻融试件的冲刷量稍有增大;冻融循环条件下,所采用的三种抗冲刷措施效果保持良好。对于水泥混凝土路面,设置缩缝传力杆时,相对无传力杆路面,冲刷量可减少40.7%~66.3%。试验结果表明:振动水流冲刷试验的基层材料冲刷量总体大于轮碾冲刷试验结果,但总体规律一致。在无法定量分析半刚性基层材料抗冲刷性能的情况下,两种冲刷试验方法能够对基层材料的抗冲刷性能和防冲刷效果进行对比分析。     

高海拔粒料基层沥青路面性能研究

为解决西藏公路半刚性基层易产生冻害和反射裂缝等病害缺陷,并考虑充分利用西藏当地筑路材料,对高寒高海拔地区粒料柔性基层沥青路面性能进行研究,必将对西藏公路的建设有重要的现实指导意义,使路面结构更经济更耐用,促进筑路技术的发展.通过分析西藏国道318日喀则至拉孜段粒料基层沥青路面试验路的材料组成及检测结果,评价粒料基层在高海拔地区的路用性能.从冻融稳定性、路用承载力两方面分析高海拔粒料基层沥青路面路用性能控制要素.     

ATB40在旧水泥混凝土路面改建中的应用技术研究

结合旧水泥混凝土路面改建实体工程,对大粒径沥青稳定碎石基层(ATB40)在旧水泥混凝土路面上代替半刚性基层的应用技术,包括路面结构设计、ATB40的配合比设计、路用性能以及施工技术等进行了研究。结果表明:ATB40应用于旧水泥混凝土路面改建中,可以有效防止路面反射裂缝的产生,并具有良好的高温稳定性和水稳定性。     

半刚性基层开裂特性研究

为了抑制半刚性基层沥青路面的开裂,提高半刚性基层沥青路面的服务质量,并延长其使用寿命,首先对半刚性基层载荷型裂缝和非载荷型裂缝的开裂机理进行深入分析,然后结合已有的裂缝抑制技术,包括混合料组成设计、道路施工控制、振动搅拌技术和柔性基层技术,研究了半刚性基层压实质量与基层开裂的关系,并提出了一种通过提高压实质量来提升半刚性基层抗裂能力的方法。通过分析压实质量对半刚性基层收缩性能和力学指标的影响,并结合试验数据,验证了该方法的有效性。     

半刚性材料抗压回弹模量取值范围的分析研究

介绍材料抗压回弹模量的测定方法。对已建成的沥青道面半刚性基层材料的抗压回弹模量的数据进行收集整理。采用数学方法,重点计算和分析了沥青道面半刚性基层材料的抗压回弹模量的最佳取值范围,为沥青道面半刚性基层的设计和施工提供技术参考。     

耐久性基层沥青路面结构比选研究

以某新建公路工程为背景,运用ABAQUS软件建立路面结构三维模型,针对工程初步设计供选的三种耐久性基层沥青路面结构进行力学响应和疲劳寿命对比分析,得出以下结论:①RCC基层、加强型半刚性基层路面结构的路表弯沉峰值较于倒装式半刚性基层路面要小,故该路面结构的承载能力更优;②RCC基层、加强型半刚性基层和倒装式半刚性基层路面结构的沥青层层底拉应变差距较小,故均具有良好的抗疲劳损伤性能和使用性能;③倒装式半刚性基层路面结构的沥青下面层层底拉应力峰值较小,故抗拉开裂性能较优;④RCC基层沥青路面结构的半刚性基层和底基层的层底拉应力以及疲劳寿命较于其余两种路面结构要小,故RCC基层沥青路面结构的抗疲劳能力、抗拉压性能较优;⑤三种路面结构中RCC基层的各项性能较优,故工程路面结构推荐RCC基层。     

“抗裂贴”在半刚性基层裂缝处理中的应用

分析了沥青路面半刚性基层裂缝产生的原因,介绍了京沪高速沂淮江段路面铣刨治理工程中对基层裂缝的处理方法,对施工工艺、质量要点进行了说明,对材料性能进行了试验分析,并对裂缝处理效果进行了跟踪评价,总结了基层裂缝处理方法的优劣。     

三渣基层冷再生技术研究与应用

通过对三渣冷再生基层材料性能室内试验、现场施工工艺的研究,与普通半刚性基层材料进行了对比分析,三渣再生混合料的强度、水稳定性和冰冻稳定性均成满足规范对半刚性基层材料性能的要求,并给出了施工工艺要求。研究成果在上海G1503大修工程中成功应用,论证了三渣基层冷再生工艺在道路维修工程中的适用性。     

稀浆封层和同步碎石作为道路下封层工艺的对比研究

黑色沥青路面是我国路面重要的结构形式,被广泛应用于各等级公路路面结构层.该结构层通常由沥青混凝土混合料面层(包括上中下层)、无机结合料稳定粒料半刚性基层或水泥稳定碎石刚性及半刚性基层以及垫层组成.为了提高路面的承载力、耐久性和抗水毁能力,对于沥青混凝土路面各层间的处理也越来越受到重视.这种多层次结构在设计与施工时,其层...     

级配碎石沥青路面倒装结构力学响应分析

倒装结构中,级配碎石层由下基层变成上基层,引起受力状态明显变化,分析和了解此变化规律有助于优化路面设计.现采用ABAQUS建立动载下不同沥青路面结构的有限元模型,分析路面在不同结构参数下的力学响应.结果 表明:与半刚性基层路面相比,倒装结构能够适当发挥材料的特性,有效防止反射裂缝;但弯沉较大,且容易产生Top-Down...     

橡胶沥青应力吸收层在城市新建道路中的应用研究

为减少或延缓城市道路半刚性基层反射裂缝的萌生、扩展,通过室内试验研究了橡胶沥青应力吸收层路用性能,分析其作为半刚性基础抗裂措施的抗裂效果.结合城市新建道路工程现场试验段,对其施工工艺和施工质量控制要点进行了总结,提高了现场施工的质量,并对现场试验段的长期使用效果进行跟踪观察.结果 表明,铺设橡胶沥青应力吸收层后,路面的疲劳、剪切、拉拔和低温抗裂性能均具有较大的提高,其路面在使用较长一段时间后均未出现反射裂缝,其能较好的防止或延缓反射裂缝的产生、扩展.