基于越南岘港市的高模量沥青路面抗车辙综合技术

摘要

近几年来越南把对车辙病害的防治作为建设高质量沥青路面中重要解决的问题。本文针对越南岘港市公路车辙病害的实际情况，基于高模量沥青混凝土(HMAC)技术，研究HMAC在岘港市沥青路面抗车辙技术可行性，设计多种HMAC混合料，并对其关键路面性能与含HMAC结构的路面结构永久变形发展规律进行评估。
　　本文对越南岘港市典型道路使用环境、路面病害状况等进行了调研分析，在此基础上，针对HMAC的功能要求，优选了AP-8与TPS两种改性剂制备改性沥青混合料，研究了改性剂掺量对高模量沥青混合料的高、低温性能、抗水损性能及疲劳寿命等关键路面性能的影响，得到了两种改性剂在不同掺量的高模量沥青混合料关键路用性能图，结合岘港市典型道路的使用环境提出了适用于越南岘港市的高模量改性沥青混合料类型，最后，运用有限元分析工具对两种改性沥青混凝土结构在一定荷载作用下的永久变形进行了评价。
　　研究结果表明，本文设计的高模量改性沥青混合料性能与添加剂掺量有密切关系。随着AP-8与TPS两种改性剂的掺量增大，高模量改性沥青混合料的各项路用性能均有所提高与具有一致规律性。其中，AP-8改性剂对沥青混合料的高、低温性能、水稳定性能、抗变形性能的改善明显优于TPS改性剂，但改性剂TPS对沥青混合料疲劳性能的改善优于改性剂AP-8。本研究建议，使用掺量0.3％的AP-8或者0.7％的TPS改性剂的沥青混合料路用性能更适合越南的路面设计。在越南高温多雨状况下，本研究的高模量改性沥青混合料能够有效解决、改善车辙等路面病害。
　　通过ABAQUS软件建立有限元模型，对两种结构方案（方案1:AP-8改性沥青混合料做上面层。方案2:TPS改性沥青混合料做上面层）的永久变形与应力分析计算结果可以看出，使用AP-8改性沥青混合料的路面结构在抗变形能力与受力情况都优于使用TPS改性沥青混合料的路面结构。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 车辙的简要机理与类型

1．2．2 影响车辙的主要因素

1．2．3 增强沥青路面抗车辙能力的主要措施

1．2．4 一些国内外具体研究现状

1．3 研究现状总结

1．4 研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

第二章 越南岘港沥青路面车辙病害调查与成因分析

2．1 岘港市车辙病害调查

2．1．1 岘港市高速公路路段概况

2．1．2 岘港市结构，交通量调查

2．1．3 自然地理条件及气候条件

2．1．4 车辙病害调查

2．1．5 典型路段钻切调查

2．2 岘港市沥青路面病害成因分析

第三章 原材料与沥青混合料级配设计研究

3．1 沥青

3．2 矿料

3．2．1 粗集料、细集料

3．2．2 矿粉

3．3 改性剂

3．3．1 AP-8与TPS改性剂特点

3．3．2 改性剂掺入方式

3．4 确定设计级配

3．5 确定最佳沥青用量

3．6 本章小结

第四章 高模量沥青混合料路用性能研究

4．1 高温稳定性能研究

4．1．1 常规车辙试验

4．1．2 分析评价高温稳定性

4．2 低温性能研究

4．2．1 低温小梁试验

4．2．2 分析评价低温性能

4．3 水稳定性能研究

4．3．1 浸水马歇尔试验

4．3．2 分析评价水稳定性能

4．4 抗疲劳性能研究

4．4．1 四点弯曲疲劳试验

4．4．2 分析评价疲劳性能

4．5 抗变形性能-动态模量研究

4．5．1 简单性能试验-动态模量试验

4．5．2 动态模量试验结果

4．5．3 分析评价动态模量-抗变形性能

4．6 综合评价高模量沥青混合料各种性能

第五章 高模量沥青混凝土路面结构永久变形分析

5．1 现有沥青路面永久变形分析概述

5．2 沥青混合料粘弹性本构模型选择

5．3 路面结构有限元分析计算模型

5．3．1 沥青路面模型温度参数

5．3．2 路面结构

5．3．3 荷载作用方式，单元划分与边界条件

5．3．4 荷载作用时间-考虑到超载增加车辆情况

5．3．5 路面结构模型材料参数

5．4 有限元路面结构永久变形与应力计算结果分析

5．4．1 永久变形计算结果

5．4．2 结构应力分析

5．4．3 不同车速下的永久变形分析

5．5 本章小结

6．1 主要研究结论

6．2 论文展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要科研成果