新疆高速公路柔性基層瀝青路面設(shè)計(jì)與施工

第１章 緒論…………………………………………………………………………………… １
１.１ 國(guó)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(jì)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(jì)方法發(fā)展現(xiàn)狀………………………………………… ４
１.１.３ 級(jí)配碎石基層的級(jí)配設(shè)計(jì)及施工發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………… ５
１.１.４ 國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀評(píng)析…………………………………………………… ７
１.２ 本書(shū)主要內(nèi)容……………………………………………………………………… １１
第２章 新疆柔性基層瀝青路面對(duì)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(diǎn)、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(diǎn)…………………………………………… ２７
２.１.４ 擬定新疆柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)………………………………… ２８
２.１.５ 路面材料參數(shù)的確定………………………………………………………… ２９
２.１.６ 級(jí)配碎石特性及其參數(shù)……………………………………………………… ３２
２.１.７ 力學(xué)指標(biāo)分析………………………………………………………………… ３７
２.２ 新疆柔性基層瀝青路面對(duì)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(dòng)載荷載圖式對(duì)柔性基層瀝青路面力學(xué)響應(yīng)的影響……………………… ４０
２.２.３ 胎壓對(duì)柔性基層瀝青路面力學(xué)響應(yīng)的影響………………………………… ４２
２.２.４ 動(dòng)載高軸重胎壓工況下柔性基層瀝青路面的力學(xué)響應(yīng)…………………… ４６
２.２.５ 新疆柔性基層瀝青路面對(duì)動(dòng)載的適用條件………………………………… ４９
２.３ 新疆柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性……………………………… ４９
２.３.１ 路基回彈模量對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jì)指標(biāo)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(jì)指標(biāo)…………………………………… 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(jì)指標(biāo)及影響因素分析………………………………… ９２
３.１.３ 瀝青路面各設(shè)計(jì)指標(biāo)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(jì)指標(biāo)的確定………………………………… ９６
３.２ 新疆組合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)…………………………………… １００
３.２.１ 基于半剛性底基層開(kāi)裂破壞的設(shè)計(jì)指標(biāo)及影響因素分析………………… １００
３.２.２ 組合式基層瀝青路面各設(shè)計(jì)指標(biāo)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(jì)指標(biāo)的確定………………………………… １０５
３.２.４ 新疆柔性基層瀝青路面設(shè)計(jì)方法…………………………………………… １０
３.３ 瀝青層厚度及模量變化對(duì)擬定路面結(jié)構(gòu)各指標(biāo)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(jí)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(duì)擬定路面結(jié)構(gòu)各指標(biāo)的影響規(guī)律……………… １２３
３.４.１ 對(duì)路表彎沉的影響…………………………………………………………… １２４
３.４.２ 對(duì)瀝青層拉應(yīng)變的影響……………………………………………………… １２６
３.４.３ 對(duì)瀝青層及級(jí)配碎石層剪應(yīng)力的影響……………………………………… １２９
３.４.４ 對(duì)半剛性基層拉應(yīng)力的影響………………………………………………… １３４
３.４.５ 對(duì)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(duì)擬定路面結(jié)構(gòu)各指標(biāo)的影響規(guī)律……………… １３８
３.５.１ 路基回彈模量對(duì)路表彎沉的影響…………………………………………… １３８
３.５.２ 對(duì)瀝青層受拉和受剪的影響………………………………………………… １３９
３.５.３ 對(duì)級(jí)配碎石層剪應(yīng)力的影響………………………………………………… １４０
３.５.４ 對(duì)半剛性基層拉應(yīng)力的影響………………………………………………… １４１
３.５.５ 對(duì)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(biāo)響應(yīng)………… １４６
４.１.１ 瀝青層厚度的變化對(duì)力學(xué)性能的影響……………………………………… １４６
４.１.２ 不同級(jí)配碎石層厚度下的力學(xué)指標(biāo)………………………………………… １４９
４.１.３ 半剛性底基層厚度的變化對(duì)瀝青層開(kāi)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(biāo)響應(yīng)………………………… １５４
４.２.１ 級(jí)配碎石層厚度對(duì)力學(xué)指標(biāo)的影響………………………………………… １５４
４.２.２ 半剛性底基層厚度的變化對(duì)力學(xué)指標(biāo)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(biāo)響應(yīng)…………………… １６２
４.３.１ 車(chē)轍控制指標(biāo)受瀝青層厚度變化的影響規(guī)律……………………………… １６２
４.３.２ 車(chē)轍控制指標(biāo)隨級(jí)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(duì)車(chē)轍控制指標(biāo)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(jì)………………………… １７７
５.１ 級(jí)配碎石的應(yīng)用狀況及強(qiáng)度形成機(jī)理……………………………………… １７７
５.１.１ 級(jí)配碎石的應(yīng)用狀況………………………………………………………… １７７
５.１.２ 級(jí)配碎石強(qiáng)度形成機(jī)理……………………………………………………… １７９
５.２ 級(jí)配碎石基層的層位功能與適用性………………………………………… １８１
５.２.１ 級(jí)配碎石的層位功能特點(diǎn)…………………………………………………… １８１
５.２.２ 級(jí)配碎石材料的適用范圍…………………………………………………… １８２
５.３ 新疆自然環(huán)境特點(diǎn)與碎石供應(yīng)現(xiàn)狀………………………………………… １８３
５.３.１ 自然環(huán)境特點(diǎn)………………………………………………………………… １８３
５.３.２ 碎石材料供應(yīng)………………………………………………………………… １８４
５.４ 級(jí)配碎石原材料技術(shù)性能……………………………………………………… １８４
５.４.１ 原材料物理力學(xué)性能測(cè)試…………………………………………………… １８４
５.４.２ 原材料耐久性能測(cè)試………………………………………………………… １８５
５.５ 級(jí)配碎石材料級(jí)配優(yōu)化設(shè)計(jì)…………………………………………………… １８７
５.５.１ 級(jí)配設(shè)計(jì)理論………………………………………………………………… １８７
５.５.２ 級(jí)配碎石設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定…………………………………………………… １８９
５.５.３ 基于逐級(jí)填充試驗(yàn)的級(jí)配碎石的級(jí)配設(shè)計(jì)………………………………… １９０
５.５.４ 骨架密實(shí)型級(jí)配碎石優(yōu)化設(shè)計(jì)……………………………………………… １９５
５.６ 級(jí)配碎石的物理力學(xué)性能……………………………………………………… １９７
５.６.１ 力學(xué)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(jì)指標(biāo)及方法……………………………………………… ２０８
５.７.１ 級(jí)配碎石材料設(shè)計(jì)指標(biāo)及要求……………………………………………… ２０８
５.７.２ 級(jí)配碎石材料設(shè)計(jì)方法……………………………………………………… ２１１
５.７.３ 新疆級(jí)配碎石設(shè)計(jì)流程圖…………………………………………………… ２１２
５.８ 小結(jié)………………………………………………………………………………… ２１３
第６章 新疆級(jí)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(jiǎn)介……………………………………………………………………… ２１４
６.１.２ 試驗(yàn)段路面結(jié)構(gòu)……………………………………………………………… ２１４
６.２ 級(jí)配碎石生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)……………………………………………………… 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(xué)性能…………………………………………………… ２１６
６.３ 新疆級(jí)配碎石壓實(shí)控制指標(biāo)與碾壓方案…………………………………… ２１７
６.３.１ 散體材料壓實(shí)理論…………………………………………………………… ２１７
６.３.２ 施工壓實(shí)控制指標(biāo)…………………………………………………………… ２１８
６.３.３ 施工壓實(shí)機(jī)械選擇…………………………………………………………… ２１８
６.３.４ 施工碾壓方案確定…………………………………………………………… ２１９
６.４ 新疆級(jí)配碎石柔性基層施工工藝…………………………………………… ２２０
６.４.１ 施工前的準(zhǔn)備工作…………………………………………………………… ２２０
６.４.２ 拌和技術(shù)要點(diǎn)………………………………………………………………… ２２０
６.４.３ 運(yùn)輸技術(shù)要點(diǎn)………………………………………………………………… ２２１
６.４.４ 攤鋪技術(shù)要點(diǎn)………………………………………………………………… ２２２
６.４.５ 碾壓技術(shù)要點(diǎn)………………………………………………………………… ２２３
６.４.６ 接縫處置要點(diǎn)………………………………………………………………… ２２３
６.５ 新疆級(jí)配碎石施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量控制………………………………………… ２２５
６.５.１ 原材料的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)…………………………………………………………… ２２５
６.５.２ 施工現(xiàn)場(chǎng)含水率檢測(cè)及級(jí)配控制…………………………………………… ２２５
６.５.３ 壓實(shí)度檢測(cè)…………………………………………………………………… ２２７
６.５.４ 承載能力檢測(cè)………………………………………………………………… ２２７
６.６ 小結(jié)………………………………………………………………………………… ２２８
第７章 推廣應(yīng)用前景……………………………………………………………………２２９
７.１ 經(jīng)濟(jì)效益分析…………………………………………………………………… ２２９
７.１.１ 壽命周期費(fèi)用組成及分析方法……………………………………………… ２２９
７.１.２ 經(jīng)濟(jì)效益分析影響因素……………………………………………………… ２３１
７.１.３ 不同路面結(jié)構(gòu)費(fèi)用對(duì)比分析………………………………………………… ２３２
７.２ 社會(huì)環(huán)境效益分析……………………………………………………………… ２３８
７.３ 應(yīng)用推廣的前景………………………………………………………………… ２３８