水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂研究

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1、分类号:U416.22310710-2014221151专业硕士学位论文水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂研究王军伟导师姓名职称姚爱玲教授级高工申请学位类别工学硕士学科专业名称交通运输工程论文提交日期2017年5月10日论文答辩日期2017年5月24日学位授予单位长安大学ResearchonExpansionCrackingofAsphaltPavementbyCementStabilizedMacadamBaseAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangJunweiSupervisor：Prof.YaoAilingChang

2、’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下独立进行研究工作所，取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：１年６月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关

3、的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名，：年及月洽曰导师签名：年义月摘要水泥稳定碎石基层干缩和温缩引起的沥青路面反射裂缝，得到了普遍认可和广泛研究，也得到了有效防治。然而近年来，在沙漠戈壁以及一些炎热地区，却出现了因水泥稳定碎石基层高温拱胀引起的沥青路面拱起开裂病害，严重影响了道路的路用性能和交通安全。本文针对内蒙古额济纳地区水泥稳定碎石基层沥青路面出现拱起开裂的现象，从以下几个方面对水泥稳定碎石基层沥青路面的拱起开裂进行了研究：第一，调查内蒙古额济纳地区的水文、地质、气象资料，监测路面结构层的温度分布，对沙漠戈

4、壁地区水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂进行分析；第二，测定不同级配、水泥剂量、养生龄期、硫酸盐含量的水泥稳定碎石混合料膨胀系数，对水泥稳定碎石混合料的膨胀性进行分析；第三，根据道路拱起开裂情况和路面结构层温度分布，建立ANSYS有限元模型，从理论上对水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂进行深入的分析，并分析了胀缝间距、水泥稳定碎石混合料膨胀系数和抗压回弹模量对沥青路面拱起开裂的影响；第四，在试验与理论分析的基础上，提出了水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂的防治措施；最后，依托“策达一级路”和“京新高速临白段”，研究了基层设置胀缝对路面拱起开裂的防治效果。调查、试验和理论分析表明，水泥稳定

5、碎石基层在高温条件下的拱胀是沙漠戈壁地区沥青路面出现拱起开裂的主要原因。实验结果表明，水泥剂量越大，水泥稳定碎石混合料的膨胀系数越大；规范推荐的几种水泥稳定碎石基层级配中，C-B-3型的膨胀系数最小，C-B-2型的膨胀系数最大，C-B-1型介于两者之间，骨架空隙型结构OGFC的膨胀系数略小于C-B-1；混合料中粗集料的含量越大，膨胀系数越小。根据ANSYS有限元分析、轴向抗压强度试验以及工程经验可知，当水泥稳定碎石基层因高温拱胀产生的竖向拱起高度大于10cm或者横向应力大于轴向抗压强度时，沥青路面就可能会产生拱起开裂，因此建议基层每100~200m设置一条胀缝，水泥稳定碎石混合料的

6、膨胀系数应控制在1.5×10-5以下，抗压回弹模量应小于2000MPa。关键词：水泥稳定碎石基层，拱起开裂，膨胀系数，胀缝，抗压回弹模量IAbstractThereflectioncrackofasphaltpavementcausedbythedryshrinkageandtemperatureshrinkageofcementstabilizedmacadambasehasbeengenerallyapproved,widelystudied,effectivelypreventedandproperlysolvedout.However,inrecentyears,inthe

7、desertGobiareaandthehotclimates,therehasbeenanewkindofdamagecalledexpansioncrackingofasphaltpavementcausedbytheexpansionofcementstabilizedmacadambaseinthehightemperature,whichaffectstheroadperformanceandtrafficsafetyseriously.Accordingt