季冻区重交通沥青路面设计研究

【摘要】： 随着国民经济和公路交通运输事业的迅速发展,我国运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加,载货汽车的超限、超载现象越来越严重,汽车超限超载已是普遍存在的问题,在季冻区特殊气候环境的影响下,沥青路面出现了严重的疲劳、车辙、裂缝、冻胀、融沉等破坏,降低了路面的使用寿命和服务水平,制约了高速公路的进一步发展。论文旨在就吉林省季冻区重交通路面结构优化及施工方法进行深入研究,对提升该地区沥青路面设计及施工水平具有重要的理论及现实意义。 论文针对吉林省季冻区温差变化复杂、气候条件严酷、车辆重轴比例大、超限超载普遍等现象,分析了季冻区重载交通特性及沥青路面病害产生机理,通过对该地区重交通轴载参数的研究,提出了吉林省轴载换算季节修正系数。结合该地区的交通特点,采用基于力学理论的分析方法及ANSYS计算程序,在分析吉林省重交通路面典型结构力学响应的基础上,对重载作用下沥青路面结构的设计指标及标准进行了深入研究。借鉴长寿命沥青路面设计方法和Superpave沥青混合料设计法,采用力学分析法,对季冻区重交通路面结构进行了对比优化,提出了适应于吉林季冻区重交通条件下的长寿命路面结构,并依托长—珲高速公路实体工程铺筑了试验路,验证了室内研究成果。 本研究在季冻区重交通路面结构设计时,采用了设置抗疲劳层的路面结构形式,分别选用Superpav-25和ATB-25混合料作为抗疲劳层,并利用由美国进口的UTM-25力学试验机,通过室内四分点加载小梁重复弯曲疲劳试验测试对比了Superpave-25与ATB-25的疲劳性能,提出了基于SHRP Designation M-009的疲劳寿命计算的改进方法,分析确定了该类混合料的疲劳极限和疲劳寿命,为季冻区重交通长寿命沥青路面设计奠定了基础。