學科專業(yè)：道路與鐵道工程
授予學位：博士
學位授予單位：xx大學
學位年度： 2007年
半剛性基層瀝青路面存在嚴重的反射裂縫及水損害等早期破壞現(xiàn)象，嚴重影響道路的服務能力。與半剛性基層相比，瀝青穩(wěn)定碎石基層能與面層牢固粘結保證層間連續(xù)接觸，避免瀝青層內(nèi)部出現(xiàn)較大的剪應力和彎拉應力，不會產(chǎn)生干縮開裂，可以有效抑制和減少瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生，具有水穩(wěn)定性好、施工速度快、維修養(yǎng)護費用低、使用壽命長等優(yōu)點。本文在分析瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的性能要求和結構特點的基礎上，對瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的配合比設計方法及技術性能進行了深入研究。
分別采用現(xiàn)行規(guī)范推薦方法、Superpave方法、CAVF法和貝雷法設計了四種密級配，然后分別用大馬歇爾設計法、Superpave設計法、力學指標設計法對所設計的四種密級配進行最佳油石比的確定。根據(jù)設計過程和設計結果對這幾種方法進行了比較評價，提出了適合我國國情的密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料配合比設計方法：首先采用本研究首次提出的五控制點級配設計方法設計瀝青混合料的級配；然后采用大馬歇爾擊實成型試件的力學指標設計方法來確定密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料的最佳油石比，并在初步確定最佳油石比后可根據(jù)實際情況適當增加O～0．2％作為最終的最佳油石比。最后根據(jù)確定的配合比拌制瀝青混合料成型試件進行抗永久變形性能和抗疲勞性能等路用性能檢驗。
分別采用現(xiàn)行規(guī)范推薦方法、SAC斷級配設計法設計了兩種開級配，然后分別用OGFC設計法和本研究提出的析漏損失指標設計法對所設計的兩種開級配進行最佳油石比的確定，并對這幾種方法進行了比較評價，提出了適合我國國情的開級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的配合比設計方法：根據(jù)實體工程的氣候條件和交通條件，采用SAC斷級配設計方法進行級配組成設計；然后采用大馬歇爾擊實試件的析漏損失指標設計法確定最佳油石比，并可根據(jù)實際情況適當減少0---0．1％作為最終的最佳油石比。最后根據(jù)確定的配合比拌制瀝青混合料成型試件進行排水性能、水穩(wěn)定性和抗永久變形性能和抗疲勞性能等路用性能檢驗。
根據(jù)瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的路用性能要求，對所設計的瀝青穩(wěn)定碎石混合料的抗永久變形性能、抗疲勞性能、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性等路用性能進行了對比研究。結果表明：采用貝雷法設計的密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料具有最優(yōu)的路用性能：采用SAC斷級配設計法的開級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料具有良好的路用性能利用彈性層狀體系理論、ANSYS有限元和斷裂力學原理分析了半剛性下基層開裂時瀝青穩(wěn)定碎石基層在輪胎荷載作用下和瞬態(tài)溫度應力作用下的應力應變狀況。研究結果表明：采用密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層能使各面層的最大拉應力和最大拉應變都有所降低，受力更加均勻，但柔性基層的最大拉應力和最大拉應變有所增加。采用開級配瀝青穩(wěn)定碎石基層可使柔性基層所受的最大拉應力和最大拉應變都有所下降，但使各面層的最大拉應力和最大拉應變都有所增加。輪載應力是引起復合基層瀝青路面反射裂縫的主要因素，其次才是溫度應力。
模擬工程實際情況，開發(fā)了全新的瀝青穩(wěn)定碎石混合料抗反射裂縫儀和抗反射裂縫試驗方法，首次提出采用終裂壽命作為瀝青穩(wěn)定碎石混合料抗反射裂縫能力的評價指標。研究結果表明：瀝青穩(wěn)定碎石混合料空隙率越小，油石比越大，溫度變形越小，則抗反射裂縫能力越好。瀝青穩(wěn)定碎石混合料的抗反射裂縫能力與低溫彎曲試驗得到的抗彎拉強度有很好的相關關系。
依托許平南高速公路工程項目，對瀝青穩(wěn)定碎石基層的施工技術進行了研究，推薦了合理的瀝青穩(wěn)定碎石基層施工工藝和質量控制指標，提出了防治離析措施。
