高寒、大温差郎川路沥青路面半刚性结构层开裂机理与处治技术研究

摘要

半刚性结构层开裂是沥青路面早期破坏的主要原因之一，郎川路地处高寒地带，低温、大风、大温差更容易导致半刚性结构层开裂，进而以反射裂缝的形式表现在沥青混凝土表层中，严重影响路面通行能力和使用寿命。本文以国道213线郎川路为依托工程，对高寒大温差郎川路沥青路面半刚性结构层开裂问题展开研究。 通过对半刚性结构层开裂病害调查分析，明确了半刚性结构层开裂的特征和主导损伤类型，分析了影响开裂的因素并提出了主要防裂措施。 针对高寒大温差地区的特殊气候条件，结合郎川路水泥稳定碎石基层和底基层施工的实际情况探讨了减少半刚性结构层温缩和干缩裂缝的施工关键技术。 铺筑不同路面结构形式路段试验段，对比总结了不同措施的防裂效果，提出了适用于高寒大温差地区的沥青路面结构形式。 运用断裂力学理论，在总结裂缝扩展形式和相关计算理论的基础上，对不同防裂措施效果进行数值仿真分析，评价了裂缝深度对路面使用寿命的影响以及不同路面结构类型对反射裂缝扩展的阻止效果。 通过本论文的理论计算分析和现场试验路的实体工程验证，提出了合理而实用的防治半刚性沥青路面裂缝的措施，对最大限度的减少收缩裂缝、延长道路使用寿命，具有十分重要的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2研究现状

1.3主要研究内容

1.4研究技术路线

1.5项目依托工程概况

1.5.1项目概述

1.5.2依托工程特点

第2章半刚性结构层开裂病害调查分析

2.1现场调查情况

2.2开裂结果统计与特征

2.2.1底基层开裂结果与特征

2.2.2基层开裂结果与特征

2.2.3开裂特征分析比较

2.2.4开裂主导损伤类型

2.3开裂机理分析

2.4开裂对路面的危害

2.4.1面层开裂调查

2.4.2危害性分析

2.5影响开裂的因素

2.6建议的防裂措施

2.7小结

第3章减少半刚性结构层开裂关键控制技术

3.1原材料质量控制

3.2混合料配合比设计控制

3.3施工过程控制

3.4养生关键控制技术

3.5交通管制

3.6小结

第4章现场试验路防裂效果研究

4.1前言

4.2现场试验路概况

4.2.1现场试验路路面结构方案

4.2.2现场试验段工程概况

4.3现场试验段路面施工

4.3.1各结构层施工材料要求

4.3.2现场施工概况

4.4现场试验路开裂病害调查

4.4.1 底基层开裂调查与分析

4.4.2基层开裂调查与分析

4.4.3下面层开裂调查与分析

4.4.4上面层开裂调查与分析

4.5现场试验路防裂效果总结

第5章不同措施防裂效果数值仿真分析

5.1前言

5.2断裂力学的相关理论

5.2.1 裂缝扩展的3种基本形式

5.2.2应力强度因子

5.2.3奇异单元

5.3计算模型的建立

5.3.1 基本假定

5.3.2荷载工况

5.3.3计算模型

5.3.4计算方法

5.4计算结果

5.4.1 骤然降温时的温度场分析

5.4.2骤然降温时的温度应力场分析

5.4.3应力强度因子计算

5.5小结

第6章不同防裂措施的路面疲劳寿命分析

6.1前言

6.2疲劳方程

6.2.1传统的疲劳方程

6.2.2断裂力学疲劳方程

6.3疲劳扩展模型参数的确定

6.3.1 A和n的确定

6.3.2 K的计算

6.3.3曲线拟合

6.3.4 co和cc的确定

6.4疲劳寿命的计算

6.5小结

结论

致谢

主要参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及参加科研项目