基于沥青路面抗滑特性的实验系统开发与石灰岩优选关键技术研究

摘要

目前我国高速公路沥青路面抗滑表层通常推荐采用玄武岩，然而玄武岩等硬质碎石在国内的分布较不均匀，某些地区不存在玄武岩，一味的强调采用玄武岩，将造成工程造价的大幅上升和资源的不可持续性;相对于玄武岩等硬质碎石，石灰岩的分布相对较为普遍且价格低廉，因此论文对石灰岩类集料应用于沥青路面抗滑表层的关键技术进行了系统研究。研究内容主要包含沥青路面抗滑性能试验仪器研发、粗集料抗滑性能测试方法及抗滑性能技术指标研究、沥青混合料抗滑性能影响因素及评价指标研究和优质石灰岩类集料应用于高速公路沥青路面抗滑表层的技术方案研究等。
　　本研究主要内容包括：⑴通过对集料和沥青混合料抗滑性能测试方法的调研，研制了“集料/沥青混合料摩擦特性测试仪”，该测试仪为一个微型直道试验系统，模拟在滑溜率100％情况下的动态行车所受的摩擦力作用，自动化测定路面材料摩擦过程中的动态摩擦系数，实时显示路面材料抗滑性能随磨耗时间的变化规律，预估基于抗滑性能的沥青路面使用寿命。⑵提出了抗滑耐磨综合指标N(t)、动态摩擦系数Dμ试验终、抗滑性能衰减速率△Dμ、抗滑寿命等指标，并通过双变量相关性分析对其适用性进行了研究。⑶选择云南地区石灰岩、玄武岩以及其他地区玄武岩、花岗岩、辉绿岩等二十几种集料进行试验，研究了粗集料常规技术指标与其抗滑耐磨特性的相关性;研究了石灰岩矿物成分与集料特性的相关性。⑷基于“集料/沥青混合料摩擦特性测试仪”，系统研究了集料特性、集料掺配、混合料类型及级配、荷载、温度等因素对沥青路面抗滑性能的影响。⑸通过在实际运营高速公路取样，研究了摩擦特性测试仪加载时间或次数与实际交通的等效关系，提出了基于摩擦特性测试仪的沥青路面抗滑寿命预估方法，确定了动态摩擦系数Dμ混-加铺阀值为0.42。经预估十五标石灰岩的抗滑寿命为5.4年，按方案B互掺的玄石互掺试验路的抗滑寿命为9.0年。⑹利用优选出的十五标石灰岩和兴磊石灰岩集料铺筑了纯石灰岩试验路和玄石互掺试验路，试验路分4个技术方案，合计6km。经测试4条试验路构造深度TD(mm)均大于0.80，横向力系数SFC60均大于54，满足设计文件及规范要求。经测算，采用优质石灰岩铺筑的试验路经济效益显著。在此基础上，总结提出了石灰岩优选及应用于沥青路面抗滑表层的技术流程、设计方法和技术指标，形成了优质石灰岩用于高速公路沥青路面抗滑表层的全套技术。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 目的与意义

1．2 国内外研究概况

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

第二章 沥青路面抗滑性能试验仪器及评价方法研究

2．1 集料与沥青混合料抗滑性能试验仪的研发

2．2 基于摩擦特性测试仪的集料与沥青混合料试验方法

2．3 基于摩擦特性测试仪的抗滑性能评价方法

2．4 基于摩擦特性测试仪的沥青路面抗滑寿命预估方法分析

2．5 本章小结

第三章 粗集料耐磨性能技术指标及标准研究

3．1 粗集料技术性质与抗滑耐磨性能的相关性研究

3．2 石灰岩矿物组成与集料特性的相关性分析

3．3 集料抗滑耐磨技术指标及其标准研究

3．4 本章小结

第四章 沥青路面抗滑性能影响因素与规律研究

4．1 沥青路面抗滑级配配合比设计

4．2 沥青路面抗滑性能衰变规律研究

4．3 沥青路面抗滑表层使用寿命预估方法研究

4．4 本章小结

第五章 龙瑞高速公路石灰岩抗滑表层试验路研究

5．1 龙瑞高速公路工程概况

5．2 龙瑞高速公路沿线碎石基本性能及抗滑表层应用方案

5．3 龙瑞高速公路石灰岩抗滑表层试验路

5．4 石灰岩用于高速公路沥青路面抗滑表层的技术指南

5．5 龙瑞高速公路石灰岩抗滑表层试验路效益分析

5．6 本章小结

第六章 结论与创新点

6．1 主要结论

6．2 创新点

6．3 存在问题与技术展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果