南广高速公路水泥稳定碎石基层养生技术研究

通过南广高速公路半刚性基层养生技术的研究证明：在水泥稳定强度形成之前洒布乳化沥青养生水泥稳定碎石基层,既节省了水资源,减少环境污染,又可以作为透层油起到下封层的作用,而且水泥稳定基层强度均匀,乳化沥青渗透效果佳,同时经济效益非常显著。     

水泥稳定碎石基层环保型高性能透层油的研发

针对用于半刚性基层上的透层油层间黏结效果不理想、固结防水作用差的问题,研发了一种高效、环保的乳化沥青透层油材料。根据影响乳化沥青稳定性和渗透效果的因素,通过乳化沥青储存稳定性试验,并采用荧光显微镜对乳化沥青颗粒粒径大小与分布均匀性进行观测,结合室内渗透试验,逐一筛选了乳化剂、稳定剂以及其他添加剂的种类和最佳掺量,确定了环保型高性能透层油的材料组成。根据室内渗透试验效果,确定了环保型高性能透层油的洒布量为1.5L/m2,最佳洒布时机为基层试件成型后养护1d左右,洒布时的环境温度必须在10℃以上。采用室内渗透试验、层间剪切与拉拔试验对比研究了4种透层油材料在不同洒布量下的渗透效果和层间结合效果,结果表明:环保型乳化沥青透层油均优于其他种类的透层油,其最佳洒布量仍为1.5L/m2;通过对各种透层油最佳洒布量下的冲刷试验,表明环保型高性能透层油的抗冲刷性能良好,可对水泥稳定碎石基层表面起到有效的固结保护作用。通过成本分析,表明环保型高性能乳化沥青透层油成本低于煤油稀释沥青和高黏结改性乳化沥青。     

级配碎石基层施工关键技术

对级配碎石基层的级配和施工工艺进行了系统的研究,并通过对比5种试验路方案来确定级配碎石基层与沥青混凝土中面层之间的黏结层,即:煤油稀释沥青透层、SBR改性乳化沥青黏层油、煤油稀释沥青透层+SBR改性乳化沥青黏层油、煤油稀释沥青透层+SBS改性沥青碎石封层、高渗透乳化沥青透层油的使用效果,最终推荐采用高渗透乳化沥青透层油的黏结层方案,并得出了一些关于级配碎石基层施工的关键技术成果。     

水稳基层透层施工渗透深度及层间粘结性能研究

透层油在水稳基层中的渗透深度及水稳基层与沥青混合料面层之间的粘结性能会影响透层施工质量、后期道路使用性能及使用寿命。为提高透层油在水稳基层中的渗透深度,文中对水稳基层室内标准试件在不同龄期洒布透层油及掺入高性能渗透剂的透层油,分析不同洒布时间及高性能渗透剂的掺入对水稳基层渗透深度的影响;通过层间直剪试验,分析水稳基层渗透深度对基层与沥青混合料面层层间抗直剪强度的影响。     

半刚性基层乳化沥青透层性能评价

简要介绍了目前国内乳化沥青透层和下封层施工的状况,在对比国外乳化沥青同类施工应用规范的基础上,阐述了使乳化沥青在半刚性基层表面渗透的技术路线方向。通过室内试验研究,确定新研制的特殊渗透型乳化沥青在半刚性基层材料表面的渗透能力,以及施工工艺和环境因素对渗透深度的影响。试验结论表明,特殊渗透型乳化沥青比常规慢裂型乳化沥青的渗透能力有显著提高。     

高渗透力乳化沥青的开发及应用

高速公路沥青砼路面结构中的透层是有特殊作用的重要结构层,但目前透层施工常采用的洒布型乳化沥青不具渗透力,难以保证透层的施工质量。高渗透力乳化沥青可渗透半刚性基层表面1～30mm。简要总结介绍高渗透力乳化沥青的性能、试验结果、技术指标以及实际施工质量等。     

沥青洒布车洒布质量的控制

0引言沥青洒布车在沥青路面施工与养护中的应用近几年来显得越来越重要,这不仅是因为沥青洒布车洒布的质量好、效率高,能够提高施工质量和进度,而且还因为它在路面的修建和养护中使用范围愈来愈广。其主要适用范围是:(1)碎石封层表面处置。碎石封层表面处置常用于沥青路面预防性养护,一般分单层表处和双层表处。其标准施工工序是:路面清洁→沥青洒布→碎石撒布→铺层碾压(轮胎压路机)。(2)新建路面的“透层”、“下封层”、“粘层”。其中“透层”一般洒乳化沥青或煤油稀释的沥青;“粘层”一般洒乳化沥青;“下封层”一般洒热沥青(重交沥青或…     

两种沥青路面的力学响应及结构层寿命对比分析

采用弹性层状理论软件BISAR计算倒装式沥青路面与半刚性基层沥青路面的力学响应量,分析力学响应量与(级配碎石和水泥稳定碎石上)基层厚度的关系,结合抗拉强度结构系数,引入沥青路面结构层反算寿命的概念,对不同基层厚度的两种沥青路面的寿命进行分析。研究表明,两种沥青路面的力学响应量随基层厚度的变化有相似的变化规律,但倒装式沥青路面的弯沉和面层底拉应力更大,沥青面层内剪应力更小;级配碎石的设置可有效延迟半刚性基层开裂的时间,降低沥青路面发生反射裂缝的概率。     

南广高速公路沥青路面级配碎石基层的施工

半刚性基层容易产生收缩裂缝并反射到沥青面层上，从裂缝进水又不能排除，导致沥青路面出现早期破坏。解决半刚性基层开裂反射缝的有效途径就是在沥青面层与半刚性基层之间增设级配碎石过渡层，或全部采用柔性级配碎石基层。为了达到此目的，在南广高速公路上采用级配碎石作了4种不同路面结构型式的试验路和依托工程。本主要介绍级配碎石的施工方法，并针对施工中出现的问题，提出了相应技术处理措施。     

不同沥青混凝土路面结构的抗裂性能对比分析

反射裂缝是半刚性基层沥青混凝土路面的主要病害之一,通过在半刚性基层和沥青混凝土面层之间分别加入级配碎石、低剂量水泥稳定级配碎石和沥青碎石,研究其对反射裂缝的影响。从断裂力学的基本原理出发,应用有限元软件建立三维有限元模型,在裂纹尖端创建奇异单元,分析了不同路面结构应力强度因子随裂纹长度的变化规律。应用广义Paris公式,对各种路面结构疲劳寿命进行了预估,结果表明:级配碎石或低剂量水泥稳定级配碎石层的加入可有效抑制半刚性基层反射裂缝的扩展,但其会明显增加沥青混凝土层弯拉疲劳开裂的可能性;沥青碎石层的加入对减少沥青混凝土面层剪切型和弯拉型开裂都具有良好的作用。     

沥青路面结构层施工过程的变形特征测试

依托于遂广高速公路沥青路面动态响应测试试验段,从静态弯沉和动态弯沉两个方面对半刚性基层沥青路面和倒装式结构沥青路面施工过程的变形特性、荷载扩散能力进行了研究。结果表明:半刚性结构沥青路面路表动态弯沉值和静态弯沉值均小于倒装式结构沥青路面,且结构S3动、静态弯沉值略大于结构S2,半刚性结构中水泥稳定碎石层是结构承载特性的主体,倒装式结构中水泥稳定碎石层和沥青层均具有抵抗车辆荷载的作用,因此建议倒装式结构中采用较厚的沥青层或高性能的沥青材料;级配碎石层的加入导致倒装式结构荷载扩散范围小于半刚性结构沥青路面,其下水泥稳定碎石层在满足其结构层层底拉应力的情况下可适当减薄,加厚沥青层;落锤式弯沉仪测试结果的精度、稳定性和可靠度要优于贝克曼梁测试值,且两者测试值受结构和材料特性的影响较大,没有明显的相关性,建议沥青路面结构层施工过程变形特征测试中采用落锤式弯沉仪。     

沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构力学行为分析

开级配沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构受力特性与传统半刚性基层沥青路面不同,应用基于多层弹性层状体系理论的 BISAR软件通过改变各个结构层的厚度和模量两个因素,计算得到了路面层底应力、最大剪应力和弯沉等力学指标的变化规律,对确定合理沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构具有一定指导意义。     

半刚性基层透层乳化沥青渗透性能研究

半刚性基层沥青路面是我国现阶段大力推广的路面结构形式。但半刚性基层和沥青面层的结合质量一直是整个路面结构的薄弱点。高渗透性乳化沥青能弥补这种缺陷。通过试验检测了一组乳化沥青透层油的渗透性能,对影响乳化沥青渗透性的各种因素作了较为全面的评价。     

设置级配碎石功能层的沥青路面有限元模拟

级配碎石功能层指在半刚性基层与沥青面层之间铺筑10~15 cm厚的级配碎石,形成的倒装结构。级配碎石具有典型的非线性力学特性。利用有限元法,建立级配碎石功能层的沥青路面三维有限元模型,通过数值计算,得到沥青面层层底最大拉应力、沥青面层内剪应力以及半刚性基层底部最大拉应力。计算结果表明:级配碎石功能层厚度设计为10~15 cm,回弹模量设置超过300 MPa比较合理。     

级配碎石过渡层沥青路面结构设计方法研究

基于级配碎石过渡层沥青路面结构典型病害——车辙和疲劳开裂,确定控制级配碎石过渡层沥青路面4个设计指标:沥青层底弯拉应变、级配碎石层顶面竖向剪切应力、半刚性基层层底弯拉应力与路基顶面竖向压应变,给出推荐容许值和路面结构设计流程图;在不同土基强度和交通量分级下,给出级配碎石过渡层沥青路面的合理结构。     

级配碎石排水性能及基层排水系统研究

在半刚性底基层和面层之间设置级配碎石基层,可有效解决半刚性基层沥青路面结构排水性能差的缺陷。采用自行研制的渗透仪测试了6种不同空隙率级配碎石的渗透系数,计算了自由水在级配碎石基层的渗流时间和渗流路径,用路面渗水仪比较分析了级配碎石和水泥稳碎石的透水效果,设计了两种路面内部基层排水系统。结果表明,渗透系数与空隙率有很好的相关性,随着空隙率增加,级配碎石的渗透系数增加;渗入水在路面结构内的渗流时间缩短,排水性能提高;级配碎石基层具有良好的排水效果,可减少水损害的发生。通过设计的基层排水系统,可将级配碎石基层中的水排出路面结构以外。     

沥青路面层间处治技术研究

为研究沥青路面层间处治技术,提高层间粘结效果,本文总结了透层与同步碎石下封层施工技术,依托实际工程项目,对高速公路透层与下封层洒布施工进行控制,并对透层油渗透深度与路面结构抗剪强度进行检测。结果表明:透层与同步碎石下封层加强了面基层的层间连续性,提高了层间抗剪强度,改善了路面结构的受力特征,从而抑制路面早期病害的发展,降低养护维修成本。     

柔性基层在高寒地区沥青路面

为了研究半刚性基层、沥青稳定碎石柔性基层、级配碎石柔性基层和应力吸收夹层在减缓高寒地区沥青路面的半刚性材料层反射裂缝方面的不同效果,采用断裂力学理论和有限元技术,对半刚性材料层已有裂缝的4种路面结构进行了在车辆荷载和高寒地区的骤然降温综合作用下的热-力耦合分析.从应力强度因子和疲劳寿命两方面,开展了上述4种路面结构对反射裂缝在沥青面层中的扩展行为影响的对比研究.结果表明,在沥青混凝土路面的面层和半刚性材料层之间设置的柔性基层和应力吸收夹层可大幅度减缓反射裂缝的扩展速度,从而延长路面使用寿命,并按照沥青稳定碎石柔性基层、级配碎石柔性基层、应力吸收夹层、半刚性基层的顺序依次递减.     

废旧水泥稳定碎石冷再生利用疲劳寿命研究

现行的公路沥青路面再生技术规范没有对冷再生基层混合料的疲劳破坏做出技术要求,为了研究冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命,通过不同含量的水泥、乳化沥青冷再生混合料的无侧限抗压强度、回弹模量、劈裂强度等试验,分析了冷再生旧路水泥稳定碎石基层物理力学性能。根据冷再生旧路水泥稳定碎石试验资料,应用多层弹性连续体系理论计算了不同乳化沥青掺量和不同冷再生旧路水泥稳定碎石基层厚度的层底应力比。不考虑现场综合修正系数kc,室内疲劳试验结果表明:掺入乳化沥青冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命大于按沥青路面设计规范计算的新拌水泥稳定碎石疲劳寿命,乳化沥青增加了冷再生旧路水泥稳定碎石混合料的柔性,延长了疲劳寿命。     

开级配大粒径沥青碎石混合料沥青路面温度应力影响因素分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法.基于开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的温度应力进行分析,探讨了其结构层参数对其温度应力的影响规律.结果表明:开级配LSAM缓解层模量、厚度、空隙率对其自身温度应力具有显著的影响作用,是开级配LSAM缓解层沥青路面结构设计的重要参数.