级配碎石振动成型设计方法、施工技术及路用性能研究

摘要

针对我国高速公路半刚性基层路面引发的反射裂缝、冲刷、唧浆等病害，论文通过添加级配碎石中间层以减缓或消除这些病害。传统级配碎石设计方法为重型击实，这一成型方法的主要缺点在于集料的方向性以及分布与现场压实并不相同，进而导致其级配衰减大、密度小、强度低。而采用振动成型设计方法与现场施工的方式相近，与重型击实设计方法相比，它级配衰减小、密度提高6％～10％、CBR提高一倍左右。依据逐级填充理论，设计出多级插捣嵌挤密实级配，并利用均匀设计3.0软件优化级配，以CBR、最大干密度及级配衰退值为控制指标，同时考虑施工过程中离析现象，确定优化后各筛孔的建议级配范围。另外，对振动成型级配碎石的最大干密度、最佳含水量、CBR值、级配衰减值、回弹模量、抗车辙性能、抗冻性能等做了研究。 利用Bisar3.0、ANSYS10.0软件，改变结构层厚度、模量，分析级配碎石路面结构层的弯沉、应力、应变的变化趋势。对级配碎石的施工及质量控制做了系统分析，提出了施工质量验收指标。并在石环高速公路上做了试验段，试验段观测结果显示，采用本文设计的级配范围，振动成型级配碎石的压实度和强度能达到设计要求，而且级配碎石段裂缝率明显低于对比路段的半刚性基层沥青路面的裂缝率。因此这种级配碎石基层更加密实，强度更高，减缓半刚性基层裂缝效果明显。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1 国内研究概况

1.2.2国外研究概况

1.3研究目的和内容

1.3.1 研究目的

1.3.2研究内容

第二章试验材料及级配碎石配合比设计

2.1材料基本性能

2.1.1岩质的选择

2.1.2碎石材料技术指标要求及影响因素

2.1.3原材料试验

2.2级配碎石成型方法

2.2.1 击实成型

2.2.2振动成型

2.3级配碎石材料组成设计方法研究

2.3.1 多级插捣嵌挤密实级配设计

2.3.2连续级配设计—Taibol公式

2.3.3折断级配设计

2.3.4三种矿料级配曲线图

第三章成型方式对混合料结构和性能影响

3.1成型方式对混合料最大干密度和最佳含水量影响

3.2成型方式对混合料级配影响

3.3成型方式对混合料结构影响

3.4成型方式对混合料CBR影响

3.5振动成型级配碎石渗水性能研究

3.6振动成型级配碎石抗冻性能研究

3.7振动成型级配碎石基层和水稳基层对面层高温性能影响

第四章级配碎石基层沥青路面结构力学性能分析

4.1概述

4.2计算方法

4.3设计指标

4.4级配碎石中间层沥青路面结构力学分析

4.4.1 级配碎石层模量影响

4.4.2半刚性基层模量影响

4.4.3沥青面层厚度影响

4.4.4土基模量影响

4.4.5级配碎石层厚度影响

4.4.6半刚性基层厚度影响

4.5级配碎石基层沥青路面结构力学分析

4.5.1级配碎石层模量影响

4.5.2沥青面层厚度影响

4.5.3土基模量影响

4.5.4密级配沥青碎石层厚度影响

4.5.5级配碎石层厚度影响

第五章级配碎石施工工艺及管理

5.1级配碎石现场施工前准备工作

5.2级配碎石拌和

5.3级配碎石堆放与运输

5.4级配碎石层铺筑

5.5级配碎石层碾压

5.6级配碎石层接缝处理

5.7级配碎石施工质量管理

5.8级配碎石层成型后管理

第六章级配碎石试验路研究

6.1级配碎石混合料配合比设计

6.2级配碎石中间层沥青路面结构

6.3级配碎石施工原则及碾压工序

6.4工程效果

第七章主要结论和进一步研究问题

7.1主要结论

7.2进一步研究问题

参考文献

致谢