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。     

水泥稳定碎石基层收缩特性试验研究

文章对不同水泥剂量、不同集料级配、不同养生龄期的水泥稳定碎石混合料的干缩特性和温缩特性进行试验研究,系统分析水泥剂量、集料级配类型、养生龄期等因素对水泥稳定碎石干缩系数和温缩系数的影响,得出其收缩特性的规律性认识,为设计适应黄土路基的高强度、低开裂水泥稳定碎石基层提供实用参考。     

倒装式旧路加铺沥青层结构应力分析

级配碎石可有效阻断地下毛细水上升、改善路基的温湿状况,并具有良好的应力消散作用,但应力依赖特性显著,其模量随其结构应力水平而变化。基于旧路加铺路面结构力学分析,研究了级配碎石沥青路面结构应力水平随半刚性基层厚度、沥青层厚度、路基模量、半刚性基层模量和沥青层模量的变化,推荐了各影响参数的取值,基于结构应力分析与级配碎石重复加载动三轴试验,提出了旧路加铺改建路面结构设计要点,为级配碎石模量参数、结构力学分析和旧路加铺改造设计提供依据。     

具有碎石基层的半刚性沥青路面碎石层的应力状态变化规律的研究

为分析具有碎石基层的半刚性沥青路面结构中级配碎石层的应力变化规律,根据Drucker-Prager屈服准则,采用弹塑性有限元法,对级配碎石层竖向压应力和水平压应力沿深度和水平方向的变化情况进行了计算,总结了竖向压应力和水平压应力沿深度和水平方向的变化规律,分析表明,在整个荷载圆范围内级配碎石层竖向压应力为142~349kPa,荷载圆边缘处水平压应力为40~66kPa。该结论可为级配碎石材料室内动三轴试验施加偏压和围压提供借鉴。     

断级配综合稳定碎石的路用性能

为改善水泥稳定碎石基层的路用性能,采用间断级配并添加粉煤灰材料制备一种适用于路面基层的断级配综合稳定碎石,通过室内试验测试断级配综合稳定碎石的无侧限抗压强度、弯拉强度、温缩系数与干缩系数等性能指标,并与连续级配水泥稳定碎石相对比,确定断级配综合稳定碎石的路用性能。结果表明:断级配综合稳定碎石具有优良的力学性能与抗收缩开裂性能,与连续级配水泥稳定碎石相比,其90d无侧限抗压强度与弯拉强度分别提高了38.1%与26.5%,平均温缩系数与总干缩系数分别减小了31.7%与25.4%。     

低剂量水泥稳定级配碎石基层材料收缩性能分析

对不同水泥掺量的骨架型、连续型级配碎石进行室内试验,并与半刚性水泥稳定级配碎石进行对比,分析水泥掺量对级配碎石抗裂性能的影响和低剂量水泥稳定级配碎石的收缩特性。结果表明,各类型级配碎石的收缩系数均随水泥掺量的增大而增大,骨架型级配水泥稳定碎石的抗收缩性能好于连续型级配碎石,不同水泥掺量级配碎石混合料28d龄期时的收缩系数小于7d龄期时,但变化规律相似。     

秦沈客运专线基床级配碎石配比设计和填筑

结合秦沈客运专线路基技术标准,着重阐述了A7标段级配碎石的选材、配比设计,并对级配碎石生产和路基填筑中的问题提出了解决办法。     

邵怀高速公路水泥稳定级配碎石半刚性基层非荷载作用裂缝控制

介绍了水泥稳定级配碎石基层强度的形成原理,对水泥稳定碎石基层裂缝的成因机理进行了系统研究。在综合运用试验条件下,统计了非荷载作用下水泥稳定级配碎石半刚性基层干缩应变、干缩系数与级配、失水率、环境温度之间关系,分析了影响水泥稳定级配碎石半刚性基层出现裂缝的主要因素,并在施工控制、配比设计、含水量控制、水泥剂量的控制、养生、压实度控制等施工工艺、工程措施方面提出了控制裂缝产生的措施。     

黄土路基高强度水泥稳定碎石基层路用性能试验研究

文章对不同水泥剂量、不同集料级配、不同养生龄期的水泥稳定碎石进行室内无侧限抗压强度、劈裂强度、弹性模量、抗冲刷性能试验研究,系统分析水泥剂量、集料级配类型、养生龄期等因素对水泥稳定碎石力学特性及抗冲刷性能的影响,得出对其力学性能及抗冲刷性能的规律性认识。为设计适应黄土路基的高强度、抗冲刷水泥稳定碎石基层提供实用指导。     

倒装式沥青路面级配碎石过渡层渗水特性分析

针对路面结构内部自由水易诱发路面出现唧浆、松散及冻融等病害,研究了倒装式沥青路面级配碎石过渡层的排水性能,测试了级配碎石试件渗水系数。采用重型击实法成型试件,采用路面渗水仪测试其渗水系数,分析了主要影响因素(如主要筛孔通过率、空隙率等)对级配碎石混合料渗水性能的影响,进而拟合了其渗水系数预估公式。研究表明:空隙率及4.75mm以下筛孔通过率对渗水系数的影响大于4.75mm以上筛孔通过率,过渡层级配碎石空隙率宜分布在13%～15%内;基于各因素对渗水系数影响程度的综合分析,采用关键因素(关键筛孔通过率和空隙率等)回归得出了渗水系数预估公式,该公式适用于0.075mm筛孔通过率在3%～14%范围内的级配碎石渗水系数预估,可为倒装式沥青路面过渡层级配碎石的设计、渗水系数现场测试提供指导。     

矿粉稳定级配碎石在路面垫层中的应用研究

通过完善垫层材料配合比的设计、比较掺加适量矿粉和未掺加矿粉的卵碎石级配碎石混合料性能及加强路面垫层现场施工质量管控等方法,确定掺加适量矿粉的级配碎石混合料具有更好的路用性能,既可使高速公路路面具有更坚实、稳定的基础,又能更好地防止或缓解路面因路基反射裂缝和路基渗水导致的路面破坏,从而可提高公路的使用寿命。     

基于环境和荷载的水泥稳定碎石抗裂评价系数试验研究

在分析现有半刚性基层抗裂评价指标的基础上,采用劈裂模型作为半刚性基层材料收缩开裂的评价模型,同时考虑干缩应变、温缩应变及行车荷载下基层层底拉应变,提出了抗裂评价系数作为水泥稳定碎石的评价指标。对6种级配水泥稳定碎石进行了劈裂和收缩试验,并用BISAR3.0计算了给定结构基层最大层底拉应变,进而比较了最大干缩应变、劈裂应变和抗裂评价系数3个抗裂指标。研究表明,采用抗裂评价系数能正确评价水泥稳定碎石的抗裂性能。采用控制关键筛孔通过百分率理论计算所得集料级配的抗裂性能优于富勒级配理论;超载对基层层底拉应变的不利影响显著。研究结果已在沪宁高速公路扩建工程中成功应用。     

贝雷法设计级配对沥青稳定碎石基层混合料性能影响研究

为研究密级配高性能沥青稳定碎石基层混合料,本文使用贝雷法对沥青稳定碎石基层混合料进行级配设计,并系统分析了级配对沥青稳定碎石基层混合料性能影响。采用贝雷法设计三组沥青稳定碎石基层混合料级配,确定了各档集料之间的掺配比例;系统研究分析了三组级配对沥青稳定碎石基层混合料性能的影响规律,当油石比为3.5%,级配2的稳定度为22.4kN,流值为3.9mm,其性能最优。     

骨架密实型水泥稳定碎石级配设计与分形评价

水泥稳定碎石级配设计对基层性能有着重要影响,为了改善和指导振动成型水泥稳定碎石材料级配设计,依据逐级填充法以及I法分别确定粗、细集料级配,利用7d无侧限抗压强度控制粗细集料比例。研究分形理论在矿料组成设计中的应用,对规范级配上下限进行回归方程拟合,确定了骨架密实级配的分形维数取值范围,提出将双动态平衡参数D-R作为振动法水泥稳定碎石级配评价指标。最后,进行抗压和抗弯拉强度试验,分析试件强度随龄期增长的变化,进而证实提出的设计级配的优越性。     

超载下倒装式沥青路面结构有限元分析

本文利用ANSYS有限元软件对沥青路面结构建立三维有限元模型,并施加不同轴载,研究超载以及级配碎石层对沥青路面结构响应量的影响,分析了半刚性沥青路面结构各项力学响应量。分析结果表明:随着轴载的不断增加,级配碎石层的设立可以明显减小沥青路面结构半刚性基层层底拉应力和路基顶面压应变指标。其中,半刚性层底拉应力减小23%,路基顶面压应变减小12%。     

基于长寿命路面的固化土路基设计研究

路基设计对路面结构的使用寿命有显著影响,因此需要充分考虑外部荷载、沥青组分等因素。分别从不同级配碎石层参数、沥青层参数以及荷载条件出发,探究了各项因素对于路基性能的影响,并在此基础上提出了相应的固化土路基设计要点,结果表明：加固位置与路表越近,加固效果越好;加固深度与结构模量呈正相关,层底拉应变等效和结构最大应变等效均呈现增大趋势;加固路基能够显著影响结构最大应变。     

季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究

哈大高铁是世界上首条投入运营的新建高寒季节性冻土地区高速铁路。通过对哈大高铁路基冻胀监测数据综合分析,研究了路基冻胀发展变化规律,结果表明:路基冻胀发展包括初始波动、快速发展、稳定维持和融化回落期4个阶段,最大冻结深度普遍大于标准冻深;冻胀变形总体可控并趋于稳定,冻胀变形主要集中在表层级配碎石层,较高的路基含水率加剧了冻胀变形。建议后续路基冻胀防治应对设计冻深根据填料类别等因素进行修正,采用路基基床级配碎石掺水泥不冻胀整体结构,将冻胀观测结果作为沉降评估的重要依据。     

振动成型法水泥稳定碎石最优级配的设计

采用灰色关联分析方法,对不同级配的水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗弯拉回弹模量、干缩抗裂系数、温缩抗裂系数等路用性能指标进行综合评价分析,进而确定最优的混合料级配,为水泥稳定碎石的级配设计提供依据。     

级配碎石刚度过渡层回弹模量的非线性特性

设置于路基与半刚性基层之间的级配碎石层起着重要的功能与结构刚度过渡作用,为了研究级配碎石模量的非线性特性,通过室内动三轴试验分析了含水率、压实度、最大粒径、围压和偏应力对动回弹模量的影响,发现级配碎石动回弹模量受含水率影响较为显著,压实度次之,集料最大粒径的影响程度不明显;动回弹模量随围压的增大而增大,随偏应力增大而缓慢增大。以既有的动回弹模量模型为基础,得到了非线性模型参数,建立了依赖于实际应力状态变化的级配碎石动回弹模量预估公式。研究结果表明:级配碎石动回弹模量具有明显的非线性特性,修正的基于八面体剪应力的回弹模量预估模型考虑了体应力和剪应力的影响,更适合于表征级配碎石回弹模量的应力依赖性。     

考虑收缩因素的水泥稳定碎石级配组成设计研究

根据当前国内高等级公路水泥稳定碎石基层的使用情况，针对苏南地区高温多雨，水泥稳定碎石基层在湿度变化时易产生千缩裂缝这一缺陷，在集料、各种水泥基本性能试验结果的基础上，开展了考虑千缩因素影响的水泥稳定碎石级配组成设计研究，提出了改善收缩性能、减少千缩量的供工程使用的水泥稳定碎石混合料的级配组成设计方案，对改善沥青路面使用性能，延长使用寿命具有重要意义。