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半柔性复合路面材料与结构研究

王伟鹏  
【摘要】:半柔性复合路面早在上世纪中期国外就对其展开了研究,在后续的研究中证实了该路面具有刚柔相济的特性,具有较高的强度以及较好的行车舒适度,近年来国内也开展了对该路面的研究应用,均取得了不错的效果,文章针对该路面材料设计及结构应力分析展开了研究。 在母体沥青混合料设计方面,文章认为采用变I法进行集料级配设计与主流设计方法体积法相比具有不同的优势,能够在计算的基础上确定集料使用的范围,针对各筛孔通过率范围设计较为明确。研究中通过变I法设计级配范围,再利用正交试验进行级配优化,确定了SC16的级配应用范围;水泥砂浆方面则采用变化单一组分进行实验分析,通过砂浆性能试验确定各组分影响规律,同时对粉煤灰、膨胀剂、减水剂3中外掺剂掺量的影响规律进行了研究;制作半柔性复合材料试件进行高温、低温及水稳性能试验测试,复合材料表现出优良的性能。 使用壳牌公司BISAR3.0软件针对半柔性复合材料应用于高等级路面结构层时的受力分析进行了研究,并拟定了半柔性复合材料作为上面层的典型结构层;根据典型路面结构分别从复合材料的厚度,模量以及与中面层之间的粘结状况3种情况进行了计算,分析了半柔性复合路面内部应力分布情况,研究了不同情况下应力分布的状态,得出最不利荷载位置;同时针对不利荷载位置从3种情况对结构的敏感性分析,复合材料的厚度以及与中面层之间的粘结情况对路面影响较为明显,在设计中应当重点考虑,而模量的影响则为线性,随模量的增大,结构承重能力增大。


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