沥青路面耐久性评价

第一章绪论......................................................................................................................................... - 1 -1.1 研究背景和意义.......................................................................................................................... - 1 -

1.1.1 沥青路面耐久性分析的意义 ....................................................................................... - 1 -

1.1 2 路面耐久性评价是节约公路建设养护投资的要求 .............................................. - 2 -

1.1.3 路面耐久性评估是深入以往研究成果的需要 ....................................................... - 2 -1.2国内外研究现状........................................................................................................................... - 2 -

1.2.1 国外研究状况................................................................................................................... - 2 -

1.2.2 国内研究状况................................................................................................................... - 3 -1.3研究内容和技术路线...................................................................................................................... - 3 -第二章沥青混合料高温稳定性的研究....................................................................................... - 5 -2.1 沥青混合料车辙预估模型........................................................................................................ - 5 -2.2 车辙预估模型的修正................................................................................................................. - 6 -

2.2.1 路面车辙等效荷载作用次数的确定.......................................................................... - 6 -

2.2.2 车辙等效温度的计算..................................................................................................... - 7 -

2.2.3 车辙预估模型的校正..................................................................................................... - 8 -2.3 本章小结 ..................................................................................................................................... - 10 -第三章沥青混合料水稳定性分析...............................................................................................- 11 -

3.1 原材料性能及沥青混合料的技术性能分析.......................................................................- 11 -

3.1.1 沥青的基本技术性质....................................................................................................- 11 -

3.1.2 集料基本技术性质 ........................................................................................................- 11 -

3.1.3 沥青混合料配合比设计 ...............................................................................................- 11 -3.2 沥青混合料水稳定性研究...................................................................................................... - 14 -

3.2.1 正交试验.......................................................................................................................... - 14 -

3.2.2 浸水马歇尔试验结果................................................................................................... - 14 -

3.3 本章小结 ..................................................................................................................................... - 15 -第四章路面疲劳开裂的研究......................................................................................................... - 17 -

4.1 路面结构有限元应力计算...................................................................................................... - 17 -

4.1.1 模型参数.......................................................................................................................... - 17 -

4.1.2 路面有限元计算结果................................................................................................... - 19 -4.2 各影响因素对路用性能的影响 ............................................................................................ - 20 -

4.2.1 影响因素和评价指标................................................................................................... - 20 -

4.2.2 计算结果分析................................................................................................................. - 21 -4.3 本章小结 ..................................................................................................................................... - 23 -第五章沥青混合料的老化 ........................................................................................................... - 25 -

5.1 沥青混合料老化对高温稳定性能的影响 .......................................................................... - 25 -5.2 沥青混合料老化对水稳定性的影响 ................................................................................... - 26 -5.3 沥青混合料老化对低温稳定性的影响............................................................................... - 29 -5.4 本章小结 ..................................................................................................................................... - 32 -第六章基于模糊逻辑法沥青路面耐久性的评估 .................................................................. - 33 -

6.1 模糊逻辑法理论........................................................................................................................ - 33 -

6.1.1 模糊逻辑推理系统 ....................................................................................................... - 33 -

6.1.2 模糊逻辑规则及隶属函数.......................................................................................... - 33 -

6.1.3 基于模糊逻辑法沥青路面耐久性评估系统的构建 ............................................ - 35 -6.2 沥青混合料高温稳定性 .......................................................................................................... - 37 -6.3 沥青混合料水稳定性............................................................................................................... - 38 -

6.3.1 路面排水.......................................................................................................................... - 38 -

6.3.2 路面温度.......................................................................................................................... - 39 -

6.3.3 沥青混合料空隙率 ....................................................................................................... - 40 -

6.3.4 沥青混合料水稳定性................................................................................................... - 40 -6.4 沥青路面抗疲劳损坏性能...................................................................................................... - 40 -

6.4.1 土基模量.......................................................................................................................... - 41 -

6.4.2 沥青路面面层厚度 ....................................................................................................... - 41 -

6.4.3 沥青路面面层模量 ....................................................................................................... - 42 -VI

6.4.4 沥青路面基层厚度 ....................................................................................................... - 43 -

6.4.5 沥青路面基层模量 ....................................................................................................... - 44 -

6.4.6沥青路面底基层厚度 .................................................................................................... - 45 -

6.4.7车辆荷载........................................................................................................................... - 46 -

6.4.8沥青路面底基层模量 .................................................................................................... - 47 -

6.4.9沥青路面疲劳损坏程度................................................................................................ - 48 -6.5 沥青混合料的老化 ................................................................................................................... - 49 -6.6 沥青混合料的疲劳自愈性能................................................................................................. - 50 -

6.6.1 沥青种类.......................................................................................................................... - 50 -

6.6.2 休息期 .............................................................................................................................. - 51 -

6.6.3 损伤程度.......................................................................................................................... - 52 -

6.6.4 空隙率 .............................................................................................................................. - 52 -

6.6.5 沥青用量.......................................................................................................................... - 53 -

6.6.6 沥青混合料的疲劳自愈性能评价 ............................................................................ - 53 -6.7 沥青混合料的耐久性评价...................................................................................................... - 54 -6.8 本章小结 ..................................................................................................................................... - 57 -第七章实例研究 ............................................................................................................................. - 59 -

7.1 工程简介 ..................................................................................................................................... - 59 -7.2 路面耐久性评估........................................................................................................................ - 60 -

7.2.1 评价指标.......................................................................................................................... - 60 -

7.2.2 评价过程与结果............................................................................................................ - 61 -

7.2.3 分析路面耐久性评价结果.......................................................................................... - 62 -第八章结论与展望......................................................................................................................... - 63 -8.1 结论 .............................................................................................................................................. - 63 -8.2 展望 .............................................................................................................................................. - 63 -参考文献 ............................................................................................................................................. - 65 -

VII

- 1 -

第一章绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 沥青路面耐久性分析的意义

我国公路普查结果显示，截止2013年末，我国路面总里程达435.6万公里，高速公路通车里程突破10万公里，已经覆盖全国90%以上的中等城市，公路总里程居世界第一。其发展历程如图1.1所示。自八十年代以来，我国公路建设仅用十几年的时间走过了美国等发达国家多半个世纪的发展历程。

总里程（万公里）年份

图1.1 中国公路发展历程图

伴随着公路大规模建设，公路服务质量出现一些难以避免的问题。人们越来越重视公路的养护管理。路面作为为车辆提供直接服务的平台其使用寿命内的耐久性至关重要。要使公路发挥最大的经济效益，就要确保路面使用寿命，做好路面养护工作。

在建成的公路中沥青路面以其行车舒适、噪音小、施工周期短、方便维修等良好的性能在公路建设中受到广泛青睐，在新建道路中90%采用沥青路面[1]。由于沥青供应及经济方面的限制，我国路面结构普遍采用承载能力高、行车舒适、整体强度高的半刚性基层路面结构。但随着交通的变化，半刚性基层沥青路面逐渐出现了一些严重的弱点。路面在使用过程中，路面耐久性往往不能达到预期要求，在未达到使用年限