學(xué)科專(zhuān)業(yè)：道路與鐵道工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：xx科技大學(xué)
學(xué)位年度： 2008年
根據(jù)我國(guó)的路網(wǎng)規(guī)劃，公路建設(shè)的重點(diǎn)將逐漸向西部地區(qū)傾斜，由于西部地區(qū)山脈眾多，地形地貌決定了長(zhǎng)大縱坡路段難以避免，車(chē)輛的加速啟動(dòng)和減速爬坡等諸多因素加快了此類(lèi)型路段的路面破壞，因此根據(jù)長(zhǎng)大縱坡受力特性研究路面結(jié)構(gòu)方案意義重大。
文章分析了現(xiàn)階段車(chē)輛動(dòng)力性能的變化及生物燃料的興起對(duì)車(chē)輛動(dòng)力因素的影響，提出了需要進(jìn)行特殊路面設(shè)計(jì)的坡度參考值。
闡述長(zhǎng)大縱坡路段路面破壞的三種主要形式：車(chē)轍、水損壞和推移，充分分析了其產(chǎn)生的原因，通過(guò)力學(xué)計(jì)算和有限元仿真相結(jié)合的手段對(duì)路面車(chē)轍、推移破壞的形成的機(jī)理進(jìn)行剖析，分析了長(zhǎng)大縱坡路段在不同外界條件下應(yīng)力變化的特征，并針對(duì)大型貨車(chē)下坡時(shí)采用淋水制動(dòng)這一特殊情況，認(rèn)為必須防止路面早期水損壞。
根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，提出解決車(chē)轍、推移和水損害的基本思路。充分發(fā)揮各結(jié)構(gòu)的最大性能，提出采用柔性基層，瀝青混凝土中面層，SMA 上面層的結(jié)構(gòu)方案。依據(jù)在于：SMA 設(shè)計(jì)體系非常成熟，性能穩(wěn)定，有著良好的抗車(chē)轍、抗滑、抗水損壞能力；LSM 柔性基層能夠降低路面的剪應(yīng)力，可以防止路面推移；而AC20 瀝青混凝土用作下面層除滿(mǎn)足性能需求外還能夠節(jié)約成本。
根據(jù)我國(guó)石灰?guī)r和石英砂巖儲(chǔ)量豐富的實(shí)際情況，選擇優(yōu)質(zhì)瀝青，形成八種組合進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)、謝倫堡析漏試驗(yàn)、肯塔堡飛散試驗(yàn)等多種手段確定混合料的級(jí)配和最佳油石比。
在驗(yàn)證階段，除采用常規(guī)的試驗(yàn)檢測(cè)手段外，還還引入了單軸貫入試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證瀝青混合料的抗車(chē)轍能力、抗水損害能力和抗推移能力。
研究結(jié)果表明:
1、LSM 柔性基層、AC20 下面層、SMA 上面層組合能滿(mǎn)足長(zhǎng)大縱坡性能需求。
2、下面層(AC-20C)使用SBS 改性瀝青時(shí)瀝青混合料性能優(yōu)越。
3、石灰?guī)r由于壓碎值過(guò)大，不適宜作為SMA 面層集料。
4、上面層SMA-16(SBS 改性瀝青+石英砂巖)綜合性能最好。
