高速公路sma沥青混凝土技术的.研究与应用

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1、致谢在本课题研究和论文写作过程中，自始至终受到我的导师柳柄康教授悉心指导和热情鼓励，借此向老师表示衷心的感谢。柳老师广博的学识、严谨的治学作风，诲人不倦的教育情怀和对教育事业的忠诚，是我永远学习的楷模，并激励我勇往直前。本课题研究工作中，安徽省合六叶高速公路建设指挥部施建刚主任给予了我许多帮助，在此表示深深的谢意!祝愿合肥工业大学繁荣昌盛!由于本人水平有限，文中难免有不妥之处，敬请批评指正作者．F@为2007年9月第一章概述随着中国入世以及国民经济的持续高速发展，我国逐步成为世界上汽车需求增长量最大的国家。由于道路交通量日益增加

2、，我国公路交通的需求使公路建设事业得以迅猛发展。但越来越多的高速公路陆续建成通车，面临的交通及气候环境条件对高速公路营运性能的考验也越来越严峻。由于我国GDP快速增长及国家综合经济实力不断提高，国家对交通运输的需求将不断增大。从1988年我国大陆第一条京津塘高速公路正式通车到现在，我国的高速公路建设取得了举世瞩目的成就，全国高速公路通车总里程达2．52万公里，仅次于美国，位居世界第二。在高速公路的路面结构中，沥青路面以其连续性好、行车平稳舒适、抗震性好、噪音小及维修方便等优点而得到推广应用。虽然我国公路建设取得长足的发展，但是不

3、少高速公路的沥青路面使用不久就出现了各种早期病害。例如：炎热夏季在重载作用下形成车辙、推挤、拥包、波浪等永久性变形；在雨季及春融季节形成坑槽、松散、剥落、麻面等水损坏，路表抗滑性能的迅速下降以及局部龟裂等路面病害都在一些高速公路中陆续出现。新建高速公路沥青路面产生早期破坏的原因，除了路面结构设计和施工方面的原因外，材料性能差和沥青混合料配合比设计不合理也是很重要的因素。现在广泛使用的重交通道路石油沥青和规范规定的沥青混合料矿料级配及类型，在大多数情况下能够满足交通和气候环境的需要，但在炎热多雨的南方山区修建高速公路，面对恶劣的气

4、候、复杂的地形，这些常规沥青混合料的性能就难以满足要求。而解决这些问题的有效途径之一，就是修筑SMA沥青玛蹄脂混凝土路面。1．1SMA问题的提出及研究意义合六叶高速公路是国家重点公路上海至武威的重要路段，是西部大开发通道合肥至西安公路的重要组成部分，也是安徽省“三纵四横七连”公路主骨架中的“一横”，该项目的建设对完善国家干线公路网，改善合肥、六安两市交通运输条件，加强安徽省与东西部地区联系，具有十分重要的意义。这一条国道主干线对连接内地和沿海的交通运输，促进内地和沿海经济往来具有重要的作用和意义。本路段位于皖西南山岭丘林区．受地

5、质构造及不均匀风化共同作用，地形起伏频繁．沿线地形起伏大，大纵坡，长坡路段也较多．全线填挖变化频繁。该工程位于具有内陆气候特征，常年气温较高，雨量充沛，四季分明．春季阴雨绵绵，夏季炎热多雨，秋季干燥凉爽，冬季偶有降雪。年平均降雨量1468mm～1752J，每年4月一9月为雨季，其降雨量约占全年的705，其中暴雨多集中在4月～6月，且暴雨持续时间较长．7月～9月还受副热带高压的影响，常形成暴雨的第二高峰。区域内5月～10月蒸发量大，其中7月份蒸发量最大，其恰好出现在雨季盛期和高温季节，故区域内湿度较大。部分路段每年12月～5月份常

6、有雾气发生，能见度很低。在12月～2月这些地带会发生浅层冰冻现象。根据工可交通量、交通组成分析，在设计年限内，一个车道的累计当量轴次为2160万次，这说明合六高速公路全路段属特重交通路段，且超、重车比例较大。以上所述条件足以说明合六沥青路面问题己超越现行路面设计、施工规范所涵盖范围，按现行有关规范进行设计、施工己难于充分保证今后路面良好的长期使用性能，其问题之复杂、难度之大为安徽省所罕见。目前国际上为解决高温稳定性和低温抗裂性、高温稳定性和疲劳性能以及抗滑性能和耐久性能这三大尖锐矛盾，主要采用SMA沥青玛蹄脂混合料进行路面设计。

7、国内外研究成果和实践表明，SMA沥青混合料具有以下几方面的优点：(1)SMA沥青混合料采用间断级配，可以抵抗较大的塑性和剪切变形，承受重载交通的作用，具有较强的抗车辙能力，在压实时的低压缩性使SMA沥青混凝土摊铺在有辙槽的面层上并产生一个良好的纵向平整度；(2)SMA混合料的集料之间填充了相对数量的沥青玛蹄脂，它具有较好的粘结作用，其柔性和韧性使混合料有良好的低温变形力：(3)SMA混合料的空隙率很小，几乎不透水，玛蹄脂与集料的粘结力好，可以大大改善混合料的水稳定性：(4)SMA粗集料含量高，且要求石料坚硬、粗糙、耐磨，路面压实

8、后表面形成较大孔隙，使抗滑性能明显提高；(5)SMA混合料内部被玛蹄脂充分填充，且沥青膜较厚，空隙率又小，沥青与空气的接触少，故混合料的耐老化性能好；(6)SMA结构由于纤维素纤维的加强作用，在混合料中使用较多沥青并使裹复矿料的沥青膜较厚，面层有较长的使用寿命，