建国路橡胶改性沥青混凝土路表结构优化构设

《建国路橡胶改性沥青混凝土路表结构优化构设》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、建国路橡胶改性沥青混凝土路表结构优化构设1.绪论1.1立题背景伴随着经济的飞速发展，国家投入基础建设的力度也在逐步加大。在我国的公路建设中，公路建设里程逐年增加，高等级路面所占比例也日渐提高。汽车工业的发展带动的不仅是交通量的逐年增长，同样也带来了废旧轮胎如何处理的问题，现在常用的做法是将废旧轮胎橡胶粉加工后应用到路面中，因为橡胶改性沥青路面不仅可以减少废旧轮胎对环境造成的污染，同时也能够提高沥青混合料在实际应用中的路用性能。国内外的学者在橡胶改性沥青应用于高等级路面方面做了大量的研究，并且通过实践也证明了，用橡胶改性沥青铺设的路面，不仅在高温稳定、低温抗裂两方面的性能比传统的沥青路面有所改

2、善，而且橡胶粉颗粒还增加了沥青与集料的粘附性，并具有良好的防滑性和耐磨性。同时，因为国内外大量的工程人员不断提高在面层材料的路用性能方面的认识，也逐渐意识到集料配合比设计在混合料性能方面有着越来越显著的影响，通过优化设计后的配合比可有效地改善混合料的性能，也能够改善路面抗收缩开裂的性能，所以，对于不同气候条件、交通条件的影响，选择最优配合比设计方案已成为高等级公路建设的一个重要组成部分[1]。同时，在土木工程应用方面，随着计算机、有限元数值模拟分析方法的逐步发展，有大批的国内外学者逐步开始研究如何利用有限元方法来分析沥青路面的响应问题，经过大量的计算及研究表明这种方法是可行的。路面设计本身应

3、包括三大部分，分别为结构层材料配合比设计、路面结构层组合设计和结构层厚度的确定，其中的每一部分不仅仅与结构的稳定性以及使用性能有着紧密的联系，而且对于工程造价也是极为重要的影响因素。目前，设计院很少对沥青混合料的配合比、结构层进行系统的优化设计，大多数工程都是套用现有的结构图纸和质量监督站在以往项目中所得数据直接应用到工程上。1.2国内外的研究及应用概况橡胶改性沥青在美国多个地区都应用较早，也有比较成熟的技术。例如，在美国的亚利桑那州、德克萨斯州等地区都有较为广泛的应用[2]。主要通过两种配合比设计方法来确定最佳的油石比，第一种是调整未经改性的混合料中胶结料含量，或者选用具有较高空隙率的橡胶

4、改性沥青用量，该种方法也是常用在弗罗里达州及亚利桑那州的马歇尔方法；第二种是根据空隙率，并结合当地的气候条件及交通量来最终确定橡胶改性沥青占沥青混合料的总含量，此种方法是加利福尼亚州采用的配合比方法，也叫赫维姆配合比设计方法。此外，还有不少国外专家也做了橡胶改性沥青混合料在疲劳性能方面的研究，美国的加利福尼亚州交通厅与南非公路局共同针对4种厚度的混凝土及2种沥青混合料采用南非的加速加载设备（HVS）进行加速加载试验，试验结果表明橡胶改性沥青混凝土当其厚度为普通沥青混凝土厚度的50%时，它们的疲劳寿命相当。美国G•D阿波特建立的优化模型，是基于AASHTO的路面设计方法所建立的，其模

5、型的主要指标为路面结构数[3]。美国的罗伯特•贝雷（RobertBailey）发明了贝雷法，该种方法主要应用于矿料级配的设计与优选。罗德岛大学对橡胶改性沥青混合料的设计如何应用在高性能沥青路面技术中做了相应的研究，并通过结合实际判断出其使用性进一步提出了改进建议[4]。还有相关研究表明，橡胶改性沥青混凝土也能够有效的应用在旧路改扩建工程中，不仅有效的改善了路面的反射裂缝，提高了路面的总体的承载能力，而且在达到相同效果的前提下，适当地使用橡胶改性沥青混凝土，沥青混凝土路面面层的厚度可以相应减薄沥青混凝土面层的厚度。.2.工程概况与基本数据2.1工程概况建国南路建设工程是鞍山建国路南延

6、至海城的公路工程，本工程一经建成将推动鞍海经济带快速发展，不仅能够成为纵贯鞍山南北的主动脉，并且对实现鞍山的两个融入的计划起到不可忽略的作用，而且也承载着鞍山全面振兴的希望。鞍海经济带由基本构架逐步拓展城市的发展空间，为推动新城区四城一镇的建设打下夯实的基础，从而也带动了城市南部地区经济和社会发展。为逐渐形成鞍海同城以及五年再造一个新鞍山的政策设想奠定了坚固的根基。起点杨柳河南桥桥尾（K1406+911.083），终点海城大屯镇街里（K1414+413.773），全长7.503公里。本文研究应用的范围为第二标段（K1410+500~K1414+413.773），长度为3.914公里。.2.2

7、原材料及基本数据深入了解橡胶改性沥青的基本性能是应用橡胶沥青的前提，由于现在有关橡胶改性沥青的技术指标还没有形成一个固定的标准，各国的橡胶改性沥青的应用技术也不相同，但仍然离不开普通沥青的关键技术指标。选用不同品种、细度的橡胶粉，不同的拌合温度以及不同类型的基质沥青等都会对橡胶改性沥青的高温性、低温性及抗老化性产生影响[11]。有相关研究，通过对比同样掺加了20%橡胶粉的90号和70号基质沥青，研究其应用技术