半刚性基层沥青路面连续施工综合抗裂技术研究

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1、分类号学校代码密级博士学位论文半刚性基层沥青路面连续施工综合抗裂技术研究学位申请人：李佳学科专业：道路与交通工程指导教师：资建民教授答辩日期：年月日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosopphyinF.ngineeringResearchonSyntheticallyAnti-crackingTechniqueofSemi-rigidBasewithConti

2、nuousConstructionMethodCandidate:JiaLiMajor:EngineeringofRoad&TrafficJianminZiSupervisor:HuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMar,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文

3、的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：■年月巧曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密请在以上方框内打“”学位论

4、文作者签名指导教师签名：、曰期：丨年艾月巧曰曰期：年玄月々曰华中科技大学博士学位论文摘要水泥稳定碎石沥青路面具有优良的路用性能，是我国当前高等级公路的主要路面结构。然而，其反射裂缝及剪切滑移病害问题，是目前国内外一直没有很好解决的重大技术难题。通过对沥青路面幵裂滑移及半刚性基层收缩的深入分析，从沥青路面裂缝及剪切滑移的根源出发，提出向基层中添加具有缓凝微膨胀性质的低成本抗裂缝剂，实施沥青路面基、面层连续施工，取消传统基层天的养生期，基层铺筑碾压完成后混合料尚未初凝前，即摊铺面层并完成碾压。通过实

5、施连续抗裂型施工方法，一方面，从根本上减少了基层反射裂缝的产生；另一方面，增加基、面层间的粘结强度，达到克服道路裂缝和剪切滑移产生的目的。该研究可以从施工技术上解决沥青路面裂缝及剪切滑移病害的难题，同时缩短施工工期，提高工程质量，延长路面寿命，经济、社会效益显著。然而，关于该项技术，国内外展开的研宂非常少，对于连续施工所需缓凝膨胀型抗裂缝剂的开发、连续施工基面层粘结强度及层间接触机理、压实及施工质量控制等方面还未有系统研宄，限制了连续施工的在工程实际中的推广应用。针对以上问题，本文从以下几个方面

6、开展研宄工作：开发出适用于半刚性基层沥青路面抗裂缝连续施工技术的基层抗裂缝剂，使其能够与连续施工工艺配合使用，并改善水泥稳定碎石基层的收缩性能和抗裂性能。通过室内试验确定适合的抗裂缝掺量，并结合扫描电子显微镜和分析对抗裂缝剂的缓凝及微膨胀作用机理进行微观分析。在进行大量试验的基础上，对掺抗裂缝剂水泥稳定碎石基层材料的力学性能和收缩性能进行了研宂。分析了抗裂缝剂掺量、延迟成型时间、龄期等因素对水泥稳定碎石各项性能指标的影响。结果表明，通过向基层中添加适量的抗裂缝剂，水泥稳定碎石力学强度得到提高，并

7、改善水泥稳定碎石的收缩性能。采用自行研发设计的道路基面层剪切拉拔试验仪，通过剪切拉拔试验，对比分析了传统施工方法与连续施工方法下基、面层的层间粘结性能，连续施工对于提高基面层的层间粘结性能十分有利。对连续施工不同基层初始压实度、施工延迟时间等因素下，半刚性基层与沥青面层的层间粘结性能和层间嵌入深度的研宄则表明，连续施工状况下，存在一个适宜的基层初始压实度使得基面层间的粘结强度达到最大；华中科技大学博士学位论文在抗裂缝剂所能达到的缓凝硬化时间内，延迟成型的强度损失较小，超过该时间，则会对层间粘结强

8、度造成一定的损失；连续施工可使道路基面层间的相互嵌挤深度达到基面层间能够较好的相互嵌挤咬合，形成连续的整体。利用分形理论和层间接触理论，提出一种适用于连续施工基面层接触分析的双粗糙表面接触模型，计算连续施工的基面层间临界接触面积和实际接触面积，结果表明，单位面积下连续施工成型的基面层间实际接触曲面面积远大于传统施工成型的基面层间接触平面面积，连续施工的基面层间接触面抗塑性变形能力增强；最后，通过层间剪切和拉拔强度试验，进行了集料级配分维数与层间粘结强度的相关性分析。运用非线性有限元软件，建立连续