新疆高速公路柔性基層瀝青路面設(shè)計與施工

第１章 緒論…………………………………………………………………………………… １
１.１ 國內(nèi)外高速公路柔性基層瀝青路面發(fā)展概況……………………………… １
１.１.１ 柔性基層瀝青路面設(shè)計方法及結(jié)構(gòu)形式……………………………………… １
１.１.２ 瀝青路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法發(fā)展現(xiàn)狀………………………………………… ４
１.１.３ 級配碎石基層的級配設(shè)計及施工發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………… ５
１.１.４ 國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀評析…………………………………………………… ７
１.２ 本書主要內(nèi)容……………………………………………………………………… １１
第２章 新疆柔性基層瀝青路面對交通及氣候環(huán)境的適應(yīng)性……………………… １３
２.１ 新疆大溫差氣候及交通環(huán)境和柔性路面結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定……………… １３
２.１.１ 新疆公路交通組成及交通荷載圖式………………………………………… １３
２.１.２ 新疆的氣候特點、氣候分區(qū)及感溫性材料參數(shù)…………………………… ２０
２.１.３ 新疆常用瀝青路面結(jié)構(gòu)及其特點…………………………………………… ２７
２.１.４ 擬定新疆柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)及其特點………………………………… ２８
２.１.５ 路面材料參數(shù)的確定………………………………………………………… ２９
２.１.６ 級配碎石特性及其參數(shù)……………………………………………………… ３２
２.１.７ 力學指標分析………………………………………………………………… ３７
２.２ 新疆柔性基層瀝青路面對交通荷載的適應(yīng)性……………………………… ３８
２.２.１ 有限元模型的建立…………………………………………………………… ３８
２.２.２ 動載荷載圖式對柔性基層瀝青路面力學響應(yīng)的影響……………………… ４０
２.２.３ 胎壓對柔性基層瀝青路面力學響應(yīng)的影響………………………………… ４２
２.２.４ 動載高軸重胎壓工況下柔性基層瀝青路面的力學響應(yīng)…………………… ４６
２.２.５ 新疆柔性基層瀝青路面對動載的適用條件………………………………… ４９
２.３ 新疆柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)對環(huán)境的適應(yīng)性……………………………… ４９
２.３.１ 路基回彈模量對柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響…………………………… ４９
２.３.２ 柔性基層瀝青路面對南疆高溫地區(qū)的適應(yīng)性……………………………… ５１
２.３.３ 柔性基層瀝青路面對北疆寒冷地區(qū)的適應(yīng)性……………………………… ６１
２.３.４ 柔性基層瀝青路面對新疆大溫差環(huán)境的適應(yīng)性…………………………… ６８
２.３.５ 柔性基層瀝青路面對新疆各區(qū)劃環(huán)境的適應(yīng)性條件……………………… ８４
２.４ 小結(jié)…………………………………………………………………………………… ８５
第３章 新疆柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計指標及影響因素……………………… ８７
３.１ 新疆全柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計指標…………………………………… ８７
３.１.１ 新疆不同公路區(qū)劃內(nèi)瀝青路面損害特征…………………………………… ８７
３.１.２ 基于剪切破壞的設(shè)計指標及影響因素分析………………………………… ９２
３.１.３ 瀝青路面各設(shè)計指標敏感性分析…………………………………………… ９３
３.１.４ 全柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計指標的確定………………………………… ９６
３.２ 新疆組合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計指標…………………………………… １００
３.２.１ 基于半剛性底基層開裂破壞的設(shè)計指標及影響因素分析………………… １００
３.２.２ 組合式基層瀝青路面各設(shè)計指標敏感性分析……………………………… １０１
３.２.３ 組合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計指標的確定………………………………… １０５
３.２.４ 新疆柔性基層瀝青路面設(shè)計方法…………………………………………… １０
３.３ 瀝青層厚度及模量變化對擬定路面結(jié)構(gòu)各指標的影響規(guī)律………… １１２
３.３.１ 瀝青層受拉狀態(tài)隨瀝青層厚度及模量的變化……………………………… １１４
３.３.２ 瀝青層及級配碎石層剪應(yīng)力隨瀝青層厚度及模量的變化………………… １１６
３.３.３ 半剛性基層拉應(yīng)力隨瀝青層厚度及模量的變化…………………………… １２０
３.３.４ 路基頂面壓應(yīng)變隨瀝青層厚度及模量的變化……………………………… １２１
３.３.５ 瀝青層模量及厚度參數(shù)推薦范圍…………………………………………… １２３
３.４ 基層厚度及模量變化對擬定路面結(jié)構(gòu)各指標的影響規(guī)律……………… １２３
３.４.１ 對路表彎沉的影響…………………………………………………………… １２４
３.４.２ 對瀝青層拉應(yīng)變的影響……………………………………………………… １２６
３.４.３ 對瀝青層及級配碎石層剪應(yīng)力的影響……………………………………… １２９
３.４.４ 對半剛性基層拉應(yīng)力的影響………………………………………………… １３４
３.４.５ 對路基頂面壓應(yīng)變的影響…………………………………………………… １３５
３.４.６ 基層模量及厚度參數(shù)范圍推薦……………………………………………… １３７
３.５ 路基回彈模量變化對擬定路面結(jié)構(gòu)各指標的影響規(guī)律……………… １３８
３.５.１ 路基回彈模量對路表彎沉的影響…………………………………………… １３８
３.５.２ 對瀝青層受拉和受剪的影響………………………………………………… １３９
３.５.３ 對級配碎石層剪應(yīng)力的影響………………………………………………… １４０
３.５.４ 對半剛性基層拉應(yīng)力的影響………………………………………………… １４１
３.５.５ 對路基頂面壓應(yīng)變及路表彎沉的影響……………………………………… １４２
３.５.６ 路基回彈模量合理參數(shù)推薦………………………………………………… １４３
３.６ 小結(jié)………………………………………………………………………………… １４４
第４章 基于新疆氣候環(huán)境的柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化……………………… １４６
４.１ 新疆Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)低溫環(huán)境下柔性基層瀝青路面的指標響應(yīng)………… １４６
４.１.１ 瀝青層厚度的變化對力學性能的影響……………………………………… １４６
４.１.２ 不同級配碎石層厚度下的力學指標………………………………………… １４９
４.１.３ 半剛性底基層厚度的變化對瀝青層開裂的影響…………………………… １５２
４.２ 新疆Ⅲ區(qū)環(huán)境下柔性基層瀝青路面的指標響應(yīng)………………………… １５４
４.２.１ 級配碎石層厚度對力學指標的影響………………………………………… １５４
４.２.２ 半剛性底基層厚度的變化對力學指標的影響……………………………… １５９
４.３ 新疆Ⅳ區(qū)高溫環(huán)境下柔性基層瀝青路面的指標響應(yīng)…………………… １６２
４.３.１ 車轍控制指標受瀝青層厚度變化的影響規(guī)律……………………………… １６２
４.３.２ 車轍控制指標隨級配碎石層厚度變化的規(guī)律……………………………… １６６
４.３.３ 半剛性底基層厚度的變化對車轍控制指標的影響………………………… １６９
４.４ 基于新疆不同區(qū)劃的柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)推薦……………………… １７２
４.５ 小結(jié)………………………………………………………………………………… １７５
第５章 新疆高速公路柔性基層瀝青路面材料優(yōu)化設(shè)計………………………… １７７
５.１ 級配碎石的應(yīng)用狀況及強度形成機理……………………………………… １７７
５.１.１ 級配碎石的應(yīng)用狀況………………………………………………………… １７７
５.１.２ 級配碎石強度形成機理……………………………………………………… １７９
５.２ 級配碎石基層的層位功能與適用性………………………………………… １８１
５.２.１ 級配碎石的層位功能特點…………………………………………………… １８１
５.２.２ 級配碎石材料的適用范圍…………………………………………………… １８２
５.３ 新疆自然環(huán)境特點與碎石供應(yīng)現(xiàn)狀………………………………………… １８３
５.３.１ 自然環(huán)境特點………………………………………………………………… １８３
５.３.２ 碎石材料供應(yīng)………………………………………………………………… １８４
５.４ 級配碎石原材料技術(shù)性能……………………………………………………… １８４
５.４.１ 原材料物理力學性能測試…………………………………………………… １８４
５.４.２ 原材料耐久性能測試………………………………………………………… １８５
５.５ 級配碎石材料級配優(yōu)化設(shè)計…………………………………………………… １８７
５.５.１ 級配設(shè)計理論………………………………………………………………… １８７
５.５.２ 級配碎石設(shè)計指標的確定…………………………………………………… １８９
５.５.３ 基于逐級填充試驗的級配碎石的級配設(shè)計………………………………… １９０
５.５.４ 骨架密實型級配碎石優(yōu)化設(shè)計……………………………………………… １９５
５.６ 級配碎石的物理力學性能……………………………………………………… １９７
５.６.１ 力學性能……………………………………………………………………… １９７
５.６.２ 抗剪切性能…………………………………………………………………… ２０２
５.６.３ 抗永久變形能力……………………………………………………………… ２０６
５.７ 柔性基層材料設(shè)計指標及方法……………………………………………… ２０８
５.７.１ 級配碎石材料設(shè)計指標及要求……………………………………………… ２０８
５.７.２ 級配碎石材料設(shè)計方法……………………………………………………… ２１１
５.７.３ 新疆級配碎石設(shè)計流程圖…………………………………………………… ２１２
５.８ 小結(jié)………………………………………………………………………………… ２１３
第６章 新疆級配碎石施工關(guān)鍵技術(shù)…………………………………………………… ２１４
６.１ 依托工程概況…………………………………………………………………… ２１４
６.１.１ 工程簡介……………………………………………………………………… ２１４
６.１.２ 試驗段路面結(jié)構(gòu)……………………………………………………………… ２１４
６.２ 級配碎石生產(chǎn)配合比設(shè)計……………………………………………………… ２１５
６.２.１ 生產(chǎn)配合比初選……………………………………………………………… ２１５
６.２.２ 生產(chǎn)配合比物理力學性能…………………………………………………… ２１６
６.３ 新疆級配碎石壓實控制指標與碾壓方案…………………………………… ２１７
６.３.１ 散體材料壓實理論…………………………………………………………… ２１７
６.３.２ 施工壓實控制指標…………………………………………………………… ２１８
６.３.３ 施工壓實機械選擇…………………………………………………………… ２１８
６.３.４ 施工碾壓方案確定…………………………………………………………… ２１９
６.４ 新疆級配碎石柔性基層施工工藝…………………………………………… ２２０
６.４.１ 施工前的準備工作…………………………………………………………… ２２０
６.４.２ 拌和技術(shù)要點………………………………………………………………… ２２０
６.４.３ 運輸技術(shù)要點………………………………………………………………… ２２１
６.４.４ 攤鋪技術(shù)要點………………………………………………………………… ２２２
６.４.５ 碾壓技術(shù)要點………………………………………………………………… ２２３
６.４.６ 接縫處置要點………………………………………………………………… ２２３
６.５ 新疆級配碎石施工現(xiàn)場的質(zhì)量控制………………………………………… ２２５
６.５.１ 原材料的現(xiàn)場檢測…………………………………………………………… ２２５
６.５.２ 施工現(xiàn)場含水率檢測及級配控制…………………………………………… ２２５
６.５.３ 壓實度檢測…………………………………………………………………… ２２７
６.５.４ 承載能力檢測………………………………………………………………… ２２７
６.６ 小結(jié)………………………………………………………………………………… ２２８
第７章 推廣應(yīng)用前景……………………………………………………………………２２９
７.１ 經(jīng)濟效益分析…………………………………………………………………… ２２９
７.１.１ 壽命周期費用組成及分析方法……………………………………………… ２２９
７.１.２ 經(jīng)濟效益分析影響因素……………………………………………………… ２３１
７.１.３ 不同路面結(jié)構(gòu)費用對比分析………………………………………………… ２３２
７.２ 社會環(huán)境效益分析……………………………………………………………… ２３８
７.３ 應(yīng)用推廣的前景………………………………………………………………… ２３８