市政道路改造工程沥青路面施工质量控制研究

市政道路改造工程沥青路面施工质量控制研究

：卫巡学校代码＿工程硕±学位论文市政道路改造工程浙青路面施工质量控制研究研究生姓名：鲁斌导师姓名；赵永利教授钱文华高级工程师申请学位类别工程硕±学位授予单位东南大学工程领域名称交通运输工程论文答辩ｎ期２０１５年９月１４日研究方向道路与铁道工程学位授予Ｒ期年月日答辩委员会主席高英评阅人廖公云朱巧２０１５年９月１４日１n来兩：硕±学位论文市政道路改造工程頒青路面施工原量控制研究专业名称：道路与铁道工超研究生姓名：鲁斌导师姓名：赵永利（教授）钱文华（窩级工程师）nＴＨＥＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＡＳＰＨＡＬＴＰＡＶＥＭＥＮＴＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＵＡＬＩＴＹＱＣＯＮＴＲＯＬＩＮＭＵＮＩＣＩＰＡＬＲＯＡＤＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＰＲＯ化ＣＴＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅ巧ｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＬｕＢｉｎＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ－－．ＺＨＡＯＹｏｎｇＵ＆ＱＩＡＮＷｅｎｈｕ汪ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎｐＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｅｔｅｍｂｅｒ２０１５ｐn东南大学学位论文独劍性声明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究工作及取得的研究成果。尽我所知，，除了文中特别化Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或巧写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明井表示了谢意。研究生签名：务味日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩巧或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相―致。除在保密期内的保密论文外１＾，允许论文被査阅和借阅，可＾公布（包括＂电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。一／研究生签导师签名＾＾ク／》＾承今nｍ＿摘要在我国渐青路面施工过程中，对渐青路面施工的关键技术指标控制不当Ｗ及原材料等要素控制不合格。，是导致路面在使用期当中出现早期破坏的重要原因本文研究渐青路面施王质量控制从四方面入手：结构设计，混合料配合比，桥面防水层配合比，施工质量。（１）根据设计文件中所给的设计指标，，设计要求和设计资料，结合路面设计规范一完成路面结构设计分析，并且在定程度上对不同结构材料和交通量组成得到的路面面层进行对比优化。（２）研究Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ路面设计方法的特点，分析所选用材料对道路施工过程中质量控制的影响化及与渐青路面不同早期破坏类型之间的联系。通过对体积设计分析，结。合实际工程中交通量预测和重载交通比例等因素，论证路面各层所选用材料的合理性（３）针对工程实地高架娇面铺装施工过程中防水粘结层出现的质量问题，分析现有规范提出的指标如碎石撒铺面积，提出碎石粒径选取的合，渐青油喷洒量等的合理性理范围和巧青撤铺畳的控制指标，给桥面防水层施工中配合比控制提供相应的建议。（４）运用数理统计方法，基于施工关键指标建立渐青路面施工质量控制体系，并＾通过对施工关键指标之间的重要性关系进行互相对比，得出主要指标之间的相互关系（＾及进行相应质量控制时的注意点与对策。本文致力于改善当前渐青路面施工质量控制状况，提离满青路面的施工质量和管理水平。，延长路面使用寿命关键词：渐青路面；；；路面结构；渐青絕合料施工质量碎石封层ＩnＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆｔｈｅａｓｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎｒｏｒｉａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｋｅｐ，＾ｐｐｙｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｓｕｂｓｔａｎｄａｒｄｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｏｔｈｅｒｅｌｅｍｅｎｔｓｉｓａｎｉｍｏｒｔａｎｔｃａｕｓｅｏｆ，ｐｐａｖｅｍｅｎｔｅａｒｌｙｄａｍａｅ．ｇ虹ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅ巧旅ａｒｃｈｏｆａｓ出ａｌｔａｖｅｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｃｏｎｔｒｏｌｉｓｆｔｏｍｆｏｕｒｉｐｙａｓｅｃｔｓ：ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｎ，ａｓａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｄｅｓｉｎｒｏｏｒｔｉｏｎｏｆｂｒｉｄｅｄｅｃｋｗａｔｅｒｒｏｏｆｐｇｐｈｇ，ｐｐｇｐｌａｙｅｒ，ｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．１Ｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｄｅｓｉｇｎｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｇｉｖｅｎｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，ｄｅｓｉｇｎ（）ｒｅｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｄ的ｉｎｄａｔＯｃｏｍｌｅｔｉｎｔｈｅａｖｅｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｎａｎｄａｎａｌｓｉｓ．Ａｎｄ化ｑｕｇｊｐｇｐｇｙｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｏｎｔｉｉｅｐａｖｅｍｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｓａｎｄｔｒａｆｆｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｈｒｅａｃｈａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．口ＴｈｅａｕｔｈｏｒｗｉｌｌｓｔｕｄｙｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳｕｅｒａｖｅｄｅｓｉｎｍｅｔｈｏｄ化地ａｌｚｅｔｈｅ）ｐｐｇｙｉｍｐａｃｔｏｆｕａｌｉｔｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｒｏｃｅｓｓｏｆａｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｑｙｐｐｔｈｅｅａｒｌｙｄａｍａｇｅａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｂａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖｏｌｕｍｅｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｙｐｙｇｗｉｔｈｔｒａｆｆｉｃｆｏｒｅｃａｓｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｔｒａｆｆｉｃａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆｐａｖｅｍｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｎｅｅｄｔｏｂｅｊｕｓｔｉｆｉｅｄ．口）虹ｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｄｕｒｉｎｇｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｂｏｎｄｉｎｇｌａｙｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｒｏ说泌ｔｈｅａｅｒｉｖｅａｄｅｅａｎａｌｓｉｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｉｎｄｉｃａｔｅ巧ｓｕｃｈａｓｒａｖｅｌｓｒｅａｄａｒｅＯｐ，ｐｐｇｐｙｇｇｐｊａｓｐｈａｌｔｏｉｌｓｐｒ＆ｙａｍｏｕｎｔａｎｄｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｉｌｉｔｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ＞ｔｈｃｐａｐ巧ｗｉｌｌｐｒｏｐｏ巧化ｓｏｕａｂｌｅｇｒａｖｅｌａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｍｏｕｎｔｏｆａｖｅｄａｓｈａｌｔ，ｒｏｖｉｄｉｎａｄｖｉｃｅｏｆｒａｔｉｏｃｏｎｔｒｏｌｐｐｐｐｇｆｏｒｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇｌａｙｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．４Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆａｓｈａｌｔａｖｅｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕａｌｉｔｃｏｎｔｒｏｌｓｓｔｅｍ（）ｐｐｑｙｙａｎｄｔｈｅｕｓｅｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｕａｌｉｔｃｏｎｔｒｏｌｏｉｎｔｓａｎｄｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅ，ｑｙｐｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．Ｔｈｉｓａｐ功ａｉｍｓ化ｉｍｒｏｖｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｓａｌｔａｖｅｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕａｌｉｔｃｏｎｔｒｏｌｐｐｐｈｐｑｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕａｌｉｔａｎｄｍａｎａｅｍｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆａｓｈａｌｔａｖｅｍｅｎｔｅｘｔｅｎｄｉｎｔｈｅ，ｑｙｇｐｐ，ｇｐａｖｅｍｅｎｔｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔ；ｐａｖｅｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙ；ｃｈｉｐｓｅａｌＩＩn目录摘要１ＡｂｓｔｒａｃｔＩＩ目录……第章绪论１Ｕ研究背景与意义１＇１２１．国内夕［研究现状１１１．２．国夕研究状况１２．．２国内研究现状２１．３论文研究内容及意义４１．４技术路线５１．５论文组织结构５第二章苏州工业园区中环快速路路面结构设计优化７２１．加铺层设计基本思想８２．２规青面层有效厚度模型的建立９２．３基于当量有效厚度的加铺层设计方法及计算…２４．本章小结１１ｅ第王章Ｓｕｐｒｐａｖｅ混合料设计方法研究１２３１ｅｒｖ１２．Ｓ叩ｐａｅ设升方法主要优点３．２混合料配合比设计。３１．３中面层抗车输剂的应用２３．４本章小结２４第四章桥面防水层配合比研究２５４１工．程中实际施工问题２６４２２７．碎石封层配合比计算４３２８．胎面橡胶嵌入量理论汁算４．４有限元变形分析３７４４４．５本章小结第五章巧青路面施工质量变异性分析４５５１４．厚度控制５５丄１彻青路面厚度变异分析４５５１２．．中面层与下面层变异分析４８５丄３工程中路面厚度控制结果５０５５１．２温度控制５．２．１试验设计与试验结果５１５２２．．温度变异分析５５５．２．３工程中控制温度变异的方法ｙｊ５．３压实度控制巧５压实度控制分析６０．３．１５．３．２圧实度检测与变异分析６７５６８．３．３压实度变异性分析５．４本章小结６９第六章总结与展望７０６．１总结７０ＩＩＩn东南大学硕±学位论文６．２展望７１致谢７２參考文献７３ＩＶn第一章绪论第一章绪论１．１研究背景与意义公路在我国交通运输系统当中占据非常重要的部分，截止到目前，我国公路建设已经取得了很大发展，成为国民经济的重要组成部分。公路里程网络的发展状况直接影响地区经济建设发展，并且随着城市交通量的增加Ｗ及人们对出行交通质量要求不断提。高，紙青路面的质量与性能就显得非常重要在道路使用当中，额青路面具有噪音小，驾驶舒适感强，油耗低，抗滑性能良好等优点，已经被广泛应用于城市道路与高速公路当中。然而，在我国的路面使用过程当中，往往在道路竣工和通车之后不久就出现早期破坏的现象，如裂缝，车输，剥落和松散等，Ｗ上送些病害都严重影响了道路正常路用性能。这其中有巧青混合料原材料，路面结构设计等因素的影响，而渐青路面施工质量一控制是其中最为关键的个环节。因此，通过分析巧青路面实际施工中的关键技术来，延长路面使用期限和提窩路面使用性能是十分必要的。１．２国内外研究现状１．２．１国外研究状况在上世紀九十年代中期，美国就逐渐开始重视由施工质量控制不当引起的路面破坏现象，并且对其４０多个州的巧青路面施工情况和路面后期使用状况进行跟踪和调查，Ｗ将收集到的工程数据经过整理、分析与总结，制定出施工质量控制规范。在２０００年前．后，ＡＡＳＨＴＯ通过制定质量控制管理手册，严格规定试验频率与进度，该手册的制定基Ｗ础就是施工过程中经常出现的质量问题。该手册已经被业内广泛认可。美国奶青路面协会出版的姻青路面施工技术手册，提出了施工环节中许多非常好的技术。美国公路战略研究计划巧ＨＲＰ）从１９８７年开始，历时整整五年，其中关于额青研＂＂究项目的最重要研究成果是高性能渐青路面（Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ）技术，此技术能很大提高渐Ｐ１青路面的路用性能。华盛顿大学的道路研究人员在１９％年对路面施王的温度离析进行Ｗ了较为深入的研究，最终发现温度离析对路面施工质量影响非常严重。对于施工检测设备，国外普遍采用红外摄像来进行检测溫度离析，用探地雷达检测路面厚度，用落键式弯沉仪测定路面弯沉值、模量，通过响应信号的崎变程度来评定压实度，这些检测方式基本都属于无损检测。国内部分省市Ｗ及开始逐步引进无损检测设备，但大多省份仍采用破坏性试验检测方法或者是无损检测和破坏性试验相结合的手１n东南大学硕±学位论文段。随着高速公路的检测速度需要不断加快、检测数量不断增大、检测数据需要越来越，无损检测技术必然会在我国辆青路面质量过程中有非常广泛的应用空间精确。１９９６年有研究者考虑使用红外感温成像仪对巧青路面面层混合料的运输、摊铺、驅一Ｐ１压与破损等情况进行相关的些跟踪检测，发现温度离析是造成路面损坏的重要原因。从此，额青混合料的温度离析问题越来越被人们重视。Ｊ．Ｄｏ证ｒｏｃｋ博±认为混合料在运输Ｗ及卸料过程中的热量流失不均衡是细观原因，造成混合料摊铺时各个区域温度的差Ｗ异非常大。因此而产生的压实效果就会有所不同，混合料在低温下无法被充分压实，压实度不均匀现象明显，此现象还间接影响了面层平整度。在欧洲高等级额青路面施工研究中，对压实度质量控制的问题涉及较多。为了能更好的解决对压实度质量控制町欧洲的相关研究人员和技术人员提出了连续检测与控制的思想，巧妙的将压实计装置在振动压路机上，通过信息反馈数据，连线压路机，从而达到智能控制路面压实度，实现施工过程中压实质量适时的反馈控制和动态管理。Ｗ２００１至２００４年期间Ｔａｓｈｍａｎ，Ｈｕｎｔｅ等研究者对混合料离析进行更加深入研究。ＷｕＪｉｍｘｉａ等研究者在２００４年ＴＲＢ上提出了多元变量评价模型，该模型可Ｗ根据海合料姐成的差异来预测可能产生离析程度大小对于施王机械，各国也在不断进步，目的是能较好解决离析与均匀性等问题Ｗ。为了能够更加准确地确定巧青路面施工质量控制过程当中的关键要点，需将路面使用期的实际检测结果和施工中的控制程度进行结合，明确巧青路面施工过程中质量控制过程对Ｗ路面长期性能的影响。国外针对高等级渐青路面施工质量的研究己经比较全面完整，并形成了系统性的操作流程和规范，这些是我国研究人员和技术人员需要认真学习和借鉴的地方，但是由于地理环境、人文气候、施工技术水平、机械适用性等差异性的问题存在，也需要结合我国商等级況青路面施工的实际情况，借鉴国外针对高等级渐青路面施工质量的研究，包括系统性的操作手册、工艺规范、对离析现象控制的研究等成果，形成适合我国高等级渐青路面施工的相应措施和规范，建立切实有效的高等级渐青路面施工质量控制体系。１．２．２国内研究现状目前我国制定和颁布了渐青路面的施工质量管理规范Ｗ及标准，目前，我国的路面ＩＷ施工质量控制体系主要是进行事后按制，是通过验收指标来判定成品质量。路面的施工质量过程控制是利用管理学课程的原理与巧青路面特性，这种类型的研２n第一章绪论究在我国路面施工当中还处于开始阶段，Ｗ后的工作还很多。广东开阳公司与华南理工大学进行了合作研究一，引进国外渐青路面施工质量控制成果，并进行定的改进，将其Ｗ与我国国情结合起来，应用效果较好。国内的质量控制主要从材料、目标配合比、生产配合比、混合料生产、混合料运输、摊铺、破皮等各个过程方面对施工质量进行控制，将影响渐青路面施工质量的各个因素进行系统分析，然而多数的分析水平仍为定性分析，精确的定量分析非常少，无法形成科学的评价体系。因此，根据经验性判断，主观性明显，无法客观反映出各因素对工程质量造成的影响程度大小。国内一些省份也进行了湖青施工质量控制研究。江苏省根据其环境状况，对渐青路面施工质量控制进行了大量研究和实践工作，提出了高性能路面源青混合料在其拌和、运输、摊铺和娠压环节的施工控制技术要点Ｗ及相关的质量检测标准形成了《江苏省高性能浙青路面施工技术指南》交通部公路科学研究院从我国西部地区所气候特征和自然地理条件出发，进行巧青路面施工质量过程控制和路面质量保证体系的比较研究，＂对现行巧青路面技术规巧的实际执行情况进行全方位调查研究１１工程，对多个西部路面中的巧青路面施工过程进行详细调研分析，最终建立起了适合于我国西部路面施工的质ＩＷ量过程控制体系，并且编制了況青路面质量过程控制的性能评价软件。该系统在实施过程中存在部分不足之处，数据样本数量偏少。我国公路建设速度很快，然而过程中经常出现不同种类的问题：施工过程控制粗髓、，：施工中原材料差异性大检测滞后这些问题都会导致湖青路面的质量隐患。例如，导Ｗ。致出现离析现象，影响路面质量均匀性有时候，尽管路面铺筑所采用的原材料、机械工艺均符合施工规范要求，各种病害问题还是会在后期出现，分析其原因，基本就是由于施工过程中对过程控制不重视造成的。到目前为止，我国渐青路面施工过程在原材料、混合料变异性、压实度快速检测等方面的研究程度还是相对落后的，这些问题急需＂１解洪。一些发达国家之间仍然存在明显差距在额青路面施工质量管理体系方面，我国与。美国在最近二十年间就形成了一套关于满青路面施工质量管理的技术体系，并有ＦＨＷＡ，ＡＡＳＨＴＯ先后颁布了关于渐青路面施工质量控制和独立质量验证的相关技术规范。在我国的路面施工实践中，其施工质量管理主要存在王大问题，即满青路面质量检验问题、Ｗ生产渐青混合料的质量稳定性问题Ｗ及溺青路面施工质量变异性问题。屈娜对同步碎石应用于桥面防水粘结层做了系统的研究。尽管许多技术与科研人员在进行着不断的努力，但是对这些实践问题的深入认识还是不够。因此，我国洒青路面施工质量的控制和３n东南大学硕±学位论文管理水平能否得到提高就显得尤为重要。综上所述，我国非常积极学习和吸收国外先进的渐青路面设计与施工检测等技术，比如渐青胶结料路用性能分级（Ｐ巧标准、Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ渐青混合料设计方法、ｙＡＡＡＳＨＴ０２００２为代表的路面设计方法、路面长期使用性能（ＬＴＰ巧等等，许多道路施工企业也纷纷配置了先进施工技术设备，应该说，我国巧青路面施工的技术水平Ｗ及设备条件已经在不断接近世界先进水平，并且仍然在不断进步当中。１．３论文研究内容及意义一一苏州的气候分区属１４；［区，地理气候条件夏季炎热，容易产生车撤问题，对于渐青路面比较不利。如何根据当地的地理气候条件，根据路面各个结构层要求，进行设计与施工，质量控制是巧青路面工程路用性能与耐久性的关键。因此，本文有必要结合中环快速路渐青路面概况，开展施工关键技术的研究，Ｗ研究出适合苏州本地实际状况的施工质量控制的技术办法。首先，全方位进行调研，收集国内外相关路面施工的科研资料，Ｗ全面了解我国在该领域研究发展的水平Ｗ及所处的阶段，Ｗ此来确定本研究的起点和技术要素。对旧路进行弯沉值等指标进行测量，计算路面实际有效厚度，得出路面加铺层厚度设计方案。其次，研究Ｓ啡ｅ巧ａｖｅ混合料特性，通过试验和分析对混合料配合比进行研究，完成紙青路面施工质量前期控制。针对中环快速路高架桥施工中出现的防水粘结层质量问题进行分析，初步确定为碎石封层配合比的问题，利用Ａｂａｑｕｓ软件和数学手段对碎石封层配合比合理范围进行深入研究，得出符合工程实际的配合比方案设计。依托苏州中环快速路源青路面工程的建设，采用施工检测同室内试验结合的办法，在施工路段进行摊铺温度、娠压温度、压实度、平整度等各个指标的检测试验。在大量室内试验１＾及现场检测结果基础上，对数据进行分析，得出各个技术参数之间的变异性Ｗ及相互关系，确定出控制各个参数的注意措施。本次论文研究主要依托苏州工业园区中环快速路旧路改造工程。本项目工程范围：Ｋ４＋０６５？北起苏虹路交叉口南侧，南至吴中区界（吴艦江），设计枯号范围为Ｋ１２巧６１．４９７８４９６．４９７、、、，全长米，沿线与沈掷路东沙湖路现代大道、钟园路方洲路相交，本工程包含相交道路交叉曰渠化改造和高架桥桥面铺装。工程内容包括新建地面道路巧青面层，地面道路（老路面修复）、锐创、罩面等工程项目。快速路采用高架４n第一章绪论形式１０条平行西道与地面道路沟通，，利用现状中分带设置桥域立柱，本标段内共设置－１－２其中中环快速路工程示意概况见图１１，高架部分横断面见图。３５Ｉ５＾１１－靡括蟲－Ｗ图レｌ中环快速路大修工程示意图图１－２中环快速路高架部分横断面图１．４技术路线￣￣？■文献调研，资料收集Ｉ暴，ＩＩ路面结构设计理论中环快速路调研Ｊ＾Ｌ１＇广Ｎ中环快速路渐青路面加铺层设计Ｖ＂Ｊ＾＼施王材料控制研究ＶＪ—Ｉｒ＇＼（（Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ源合料桥面防水层配合比配合比研究研究洒青路面施工质景控制研究＾图１－３技术路线图１５论文组织结构．本文共分为６章内容具体如下；，各章的主要一：第章绪论；５n东南大学硕±学位论文第二章：苏州工业园区中环快速路路面结构设计优化；ｒｖｅ：Ｓｕ混合料设计方法研究第Ｈ章ｐｅｐａ！：第四章桥面防水层配合比研究；：湖青路面施工质量变异性分析第五章；。第六章：总结与展望６n第二章苏州工业园区中环快速路路面结构设计优化第二章苏州工业园区中环快速路路面结构设计优化根据本工程的相关设计文件，本道路的设计交通等级为重交通，路面设计基准期为７一３５Ｘ巧年。设计年限內预计个车道上的累计当量轴次为么１０。路面结构设计采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算、渐青混，Ｗ路表面回弹弯沉值凝±的层底拉应力及半刚性材辑层底拉应力为设计指标，计算路面结构厚度。可靠度系＝数取Ｙａｌ．０５。计算采用的设计参数如下：表２．１衡青面层材料设计参数抗＆模量抗压模量ＩＩ’Ｃ剪切强（２０。Ｕ＾）（ＭＰａ）抗压模量１５Ｃ劈裂强６０材巧Ｍ料《疏．（ＭＰａ）弯啦应力计算６０Ｃ）（ＭＰａ）度（ＭＰａ）度（ＭＰａ）（（沉计算用）用）ＳＭＡ１４０００．７＾＾细粒式１４００Ｕ０．７認＾＾中粒式１２００１８００Ｕ止粗粒式１０００１２０００．９ＩＩ通过现状道路调査情况，发现地面道路路面经过多次养护修緯，目前除局部存在裂－缝Ｗ及交叉口车徹，路况如图２１，大部分路段面层外观较好所示。查巧星华街原设计文件，原设计路面结构如下：机动车道路面结构：３ｃｍ细粒式渐青洽巧ｃｍ中粒式渐青格＋６ｃｍ粗粒式渐青松巧６ｃｍ二灰碎石＋１８ｃｍ二灰±，总厚６８．５ｃｍ。非机动车道路面结构；３ｃｍ细粒式渐青格巧ｃｍ中粒式洒青尬＋２０ｃｒａ二灰碎石，总厚２８ｃｍ。但根据现场开挖情况及钻苍显示，非机动车道同机动车道结构道路结构层都有不同程度上的破坏。７n东南大学硕±学位洽文’－。■，拜站…．，？…：；＾－ｉ－妙－Ｔ－藝ｒｉＴ、苗ｊｉｒ／－－，’‘－．＾－若＊．—：－．識＇．若近记叛齡：ｄ图旧路面破损状况图２．１加铺层设计基本思想一路面加铺层设计的核也思想为有效厚度理论，经过段时间的道路使用期后，新建渐青路面当中由于巧青材料自身的老化和重载车辆驅压等作用，直接导致渐青路面的损。害严重，不可避免地出现裂缝，车徹等常见的路面病害然而，在某些情况下，出现路面病害之时的满青路面路表弯沉值并不是按照理论上描述的那样呈现出逐渐增大的特点，相反，比起设计弯沉值，此时的弯沉值显得更小。根据公路巧青路面养护技术规范上所述要求；在满足强度要求的前提下（路面结构强度系数为中等Ｗ上时），若高速公路一Ｃ二级二及级公路的路面状况指数巧Ｉ）评价为中及中Ｗ下，或者或级Ｗ下公路的路面状。况指数评价为次及次下，应采用中修罩面措施从路面结构理论出发进行分析，巧青路面在车辆荷载作用下一，经过段时间的使用期后，真正起作用的厚度减少了，即有效Ｗ厚度减少了。这就是有效厚度理论的基本思想。路面的部分损坏相当于其总使用期被一一些的路面消耗了部分，在其后使用期当中它的工作性能等效于厚度相对薄，换句话，ＳＨＴＯ说，在路面的剩余寿命逐渐缩短的同时路面有效厚度也在逐渐减薄。ＡＡ设计指南中的路面加铺层设计方法也是在道路剩余寿命的基础上建立的，这种设汁方法应用范。ＳＨＴ围很广，适合于各种类型路面的加铺层设计参考ＡＡＯ设计指南，根据剩余寿命系数大小来确定路面加铺层的厚度。在柔性路面上加铺柔性面层时，加铺层的厚度计算Ｗ公式３－如式１所示：ＳＮ－ＳＮＦＳＮｙ化飾，—ＱＬ＿＝＝巧化口口化０Ｌ－；（２１）心Ｓ心为公式中：为加铺层材料的结构系数所需的加铺层结构数为现有路基；；状况下承受加铺层上交通量所需的总结构数；为止基上旧路结构的总结构数；为８n第二章苏州工业园区中环快谨路路面结构设计优化一考虑到旧路面的损害状况Ｗ及交通量变化，加铺层在加铺期末的剩余寿命系数，该值般小于或等于１。２．２渐青面层有效厚度模型的建立在ＡＡＳＨＴＯ柔性路面设计方法中，ＳＮ是路面结构数，表示柔性路面的结构性能，初ＵＳＶ＝＋［］叫２－明．２２始的计算公式为：（）式中，Ａ为路面各层（面层，基层和底基层）的结构层系数；Ａ为路面各层（面层，基层和底基层）的厚度；ｉｎｌ假如需要考虑当地降水及排水等条件，ＳＮ计算公式可Ｗ修正为：ＳＮ＝Ｄ＋ａ．－，，（２３）＾式中２。，为基层排水系数；为底基层排水系数ＳＮ。通过从该模型计算公式可见，是关于路面结构层厚度和结构层系数的多元函数公式推倒，：，可得出路面有效结构数有效模量及路面厚度之间的关系见下式ＳＶ＝０．００４５Ｚ）ｘ巧＾－（２４）；一段时间的使用期之后，巧青路面面层的有效厚度会逐渐衰减路面经过，此时的路一面有效结构能力和厚度较薄些的新建额青路面是等效的，可Ｗ表述为新旧路面结构数８等效Ｕ１，由此推出：ＳＮ＝ＳＮ片／怎，＾＿。。哦。靡，，？化；５）１８１１同济大学的刘黎萍和孙立军教授提出了路面使用性能标准衰变方程，如下式所示：＝－－？Ｃ／ＦＣ／ｌｅｘ（＾／７／？ｐ［Ｊ｝．．｛（２６）ｆａＰＣＩ。为路面初始状况指数Ｙ为使用年数ＡＢ式中，为回归系，为路面状况指数；；；数；在该模型中，当Ａ，Ｂ取不同值时，该方程可拟合出不同种类路面在使用期中的寿命衰减模式，适用性比较好。通过公式推倒可Ｗ得到Ａ与Ｂ的值。根据迭两种模型计算方法可Ｗ推导出路面有效厚度与路面状况指数，路面当量回弹模量之间的关系＇ｖ＇＝＝＝＂片＋＂片ａＡ．ＰＣｒ＋ａｈ．ａＺ．ＰＣＦ．ｈ＋７瓦六２２、，＾＾，（，Ｊ心作三１曲１＼ｃ九。犯而ＺＶ汾式中，Ａ，为修正系数，分别取化６和０．４；９n东南大学硕±学位论文分别为当量回弹模量法和用ＰＣＩ法计算出的路面有效厚度；２．３基于当量有效厚度的加铺层设计方法及计算在进行额青路面加铺层厚度设计时，首先根据ＰＣＩ值和路面厚度巧求出旧游青路面面层的当量有效厚度，由此根据该路面设计年限内累计当量轴次的大小等参数计算出该路面新建时所需的厚度。由此可得路面加铺层厚度的计算表达式如下：－ｈ＝－ｈｈ２７）；Ｃ腳巧式中，／ｉ建路面所需的总厚度，或者直接使用原路面厚度（ｃｍ）Ｕ为新！为当量面（ｃｍ）层有效厚度；Ｗ本论文所依托的苏州中环快速路为例。旧紙青路面的设计厚度为１４ｃｍ。通过粧号Ｋ４＋０７０到Ｋ４＋５８０之间的钻巧取样分析，得到的路面厚度结果为—＜＂１＝（）００５＝Ｋ４＋０７０－Ｋ４＋－＝＝１００Ｋ５＋７４０Ｋ５＋９１０ｈ１２．５２２Ｓ０．％５１．７１７，之间，巧ｃｍ，ｎ，，；ｈ＝－＊＾＝５２３１７７７／？１２．１原＾ｌＺ１０ｂ旧路面細青面层在９５％保证率情况下代表厚度为；按照此＝８－６５３ｅｍＫ４＋￣￣＾１１０Ｋ４＋１４０，Ｋ４＋２３０Ｋ４＋４３０计算过程，可Ｗ得到在粧号之间，这；些汁算值表明不同粧号路段内的加铺厚度是不同的，其加铺方案需要详细说明。一在加铺前需要对旧路面层进行定的锐倒，应当结合锭创深度对其有效盾度进行相２°１－应分化旧路面层实际有效厚度计算公式蝴下：（２８）＾’其Ａ中为实测厚度代表值，为锐创深度。Ａ从Ｗ上旧路面加铺厚度的计算公式，可推出旧路的有效厚度为心，所Ｗ加铺厚度为；＝－好打Ａ＋知－９（２）；〇汾Ｗ。ｃｍ）ｃｍ式中，Ｈ为路面加铺厚度（ｃｍ）；为路面设计厚度（；为路面有效厚度（）：知为锐创深度（ｃｍ）。根据中环快速路的检测数据，可Ｗ计算出各个路段的锐削和加铺厚度。通过对旧路的钻态取样观察，上面层和中面层的损坏比较严重，多数下面层下部的整体状况良好，基本上可Ｗ认为计算所得的旧路面有效厚度值基本集中在路面下面层的下部。在对旧路路面加铺前进行锐倒时，应当紧密结合路面有效厚度值，做到旧路加铺工程经济性和合１０n第二章苏州工化园区中环快速路路面结构设计优化一理性的统。但是上述有效厚度计算理论值，其在实际工程中应用效果仍有待验证。２．４本章小结根据本工程的实际状况，结合工程经济性等方面的考虑，原机动车道路面銳创罩面根据路面加铺厚度ｈ采用不同的罩面方式。由于各个路段之间的值的不同，所Ｗ其钥创罩面方面不同：，具体如下一一一￣＜－；ｌｌｃｍ＾３ｃｉ层罩层４６ｃｍＳｕ１３二筑倒罩面方式ｈｎ，锐ｐ；锐创罩面方式￣－－Ａ：９ｃｍ二层二层，４ｃｍＳｕ＋７：．５ｃｍ＜ｈ＾ｌ，锦罩ｐ１３８．５ｃｍＳｕｐ２０；锐倒罩面方式二Ｂ二ｃｍ二－＋？－．７．５ｃｍ＜／Ｔ５９．５ｃｍ？锐层（中面层锐倒２）罩层，４ｃｍ８呼１３５．５７５ｃｍＳｕｐ２０；ｉ一￣Ｈ＜二－＋－：４．５ｃｍ．５ｃｍ，锐层罩层，４ｃｍＳｕ１３５．５８．５ｃｍＳ２０锐创罩面方式ｈ啤；讀ｐ￣－ｃｍｃｍｕ－＋ｃｍｕ－锐创罩面方式四：４ｃｍ＜／Ｓ４．５，直接罩面两层，４Ｓ１３５．５１４Ｓ２０；锐＾ｐｐ削罩面方式五：呈■４ｃｍ，直接罩面Ｈ层。根据各个路段标高及损坏情况，在不同路段选取不同的方案。现选取部分路面罩面加铺方案如下：右幅锭创方案：一一Ｄ４＋０６５－ＫＤ＋１００ｍ，锐居，现路面平均加铺厚度为ｌ．：设计方案为方式倒｜，拟一一建統创方案为锭创层－６ｃｍＳＵＰ－１３）。，加铺层（４Ｄ４＋－１００Ｄ４＋１１０设升方案为方式二锐创两层，现路面平均加铺厚度为３．９ｃｍ，拟ｃｍＳＵＰ－＋ＸＰ－建锐创两层，加铺两层（４１３ｃｍＳＵ２０）。一－兰Ｄ４＋１１０ＫＤ＋１２０设计方案为方式，锦创层，现路面平均加铺厚度为６．５ｃｍ，據一－建锐创层ｃｍ＋ＸｃｍＳＵＰ－。，加铺二层（４ＳＵＰ１３２０）部分路面按方式二锐创Ｄ４＋１２０－Ｄ４＋１４０设计方案为方式四，不锐创，直接加铺两层，现路面平均加铺厚度ｍＳＵＰ－＋Ｘ－１４．６ｃｍ（４１３ｃｍＳＵ２０）。，拟建直接加铺两层ｃｐ１１n东南大学硕±学位论文第Ｈ章Ｓｕｐｅ巧ａｖｅ混合料设计方法研究目前在我国巧青路面工程实践中，渐青混合料的设计方法主要分为两种：马歇尔设计法和Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计法。在我国，马歇尔设计方法中尽管有对于不同道路等级、不同气候分区迸行划分，按中轻交通、重载交通对交通量进行区分，但对交通量并没有量化，在实际使用中很难非常准确地判别，只能通过估计，因此无法有效模拟出超载或重载交通作用条件对渐青混合料路面性能的影响形成对比的是，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计法能根据不同道路等级和交通量需求，明确给出交通量与旋转压实次数之间的对应关系，可操作。ｓｕａｖｅ。性好正是基于Ｗ上几点因素考虑，该工程最后引入ｐｅｒｐ设计法进行结构设计３．１Ｓｕｅｒａｖｅ设计方法主要优点ｐｐ与马歇尔设计法相比较，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料体积设计法在许多方面都作了很大改进，具有如下优点：３丄１材料选择和评价渐青海合料设计时需要考虑的主要材料为集料与巧青。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计体系中最基本思想是根据道路所处的自然环境条件和交通荷载状况来选择原材料。针对集料而言，规范中对集料的棱角性有一定的要求。并且随着道路的交通量越大，棱角性要求也随之Ｐ＂越高。对于巧青结合料的选择，它是根据路面的几个重要要素进行选择：最高温度，最低温度和交通荷载状况－。例如，渐青路面最高温度为７０摄氏度，最低气温为１０摄氏６４－ｌ〇ｘｌ〇度，ＰＧ６１６巧青就比较合适。而假如交通量大于，则相应的渐青等级要求需要口２］提高。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ在选择巧青胶结料时所采用的是ＳＨＲＰ中的ＰＧ分级法，可Ｗ与路面使用性能有机结合，其中综合考虑了高温稳定性、低温抗裂性Ｗ及疲劳特性，该设计法根据交通量与车辆行车分布状况进行调整巧青胶结料等级；而马歇尔混合料设计往往相对粗略地考虑了当地的气候环境条件，渐青也基本就在７０号渐青与９０号渐青当中进行选择，ＵＩ１没有做深入研究。３丄２旋转压实成型渐青海合料中的两大指标：马歇尔稳定度和流值，送两个指标无法很好反映路面的实际路用性能，増加马歇尔击实次数也无法使得巧青混合料击实试件的压实度有所提一高。从定程度而言，旋转压实方法和路面使用过程中的压实过程较为相似，并且皮实。效果也与实际状况较为符合，与马歇尔击实法相比，旋转压实试验优越性明显１２n第Ｈ章Ｓ叩ｅｒｐａｖｅ混合料设计方法研究漏合料的压实过程实质上是一种颗粒撞揉运动，集料在此过程不断地重新调整位置。形成密实，不会出现压碎状况通过此压实过程，相应的仪器还能够同步得到其压实曲线，能较为直观地评价巧青混合料的压实特性。混合料旋转压实试件直径为１５０ｍｍ，该尺寸对于大粒径混合料也能较好适用。对比马歇尔压实试件采用的唾击方式成型方式，用重链击实方式得到的皮实效果与现场施工压实状况差别很大，碎石被击碎的可能性很大Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计法规定，在试件压实成型之前需要对巧青混合料先短期老化一段时间，该过程也是考虑到模拟实际施工中的短期老化进行的。因此，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计法在进行渐青混合料设计时还考虑到了渐青混合料的短期老化，其设计结果也更加地符合实际情况。３丄３试件成型的压实次数Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计时按照交通量大小将其分为４个等级。交通量大小和混合料试件成型所需的压实功十分相关，因此ｅｒａｖｅ设，Ｓｕｐｐ计法中混合料压实次数与交通量大小相联系是比较合理的，，相对于马歇尔试验法中只粗略将击实次数分为５０次与７５次Ｐ５Ｓｕ１ｐｅｒｐａｖｅ设计法要合理很多。３丄４渐青饱和度ＶＦＡＶＦＡ大小和交通量关系密切－，交通量较小，ＶＦＡ大致控制在７０％８０％么间，交通量大￣，ＶＦＡ控制在６５％乃％之间。这是因为在不同交通量状况下，路面在使用期内一的压实程度是有差异的。交通量较大，初始巧青饱和度就需要控制相对小点，通过这样就可Ｗ预留出较多的空隙，通车后在车辆压实作用下，能有效防止由于空隙率减小造ＰＷ成的混合料失稳状况。３丄５集料开曰空隙吸收巧青从理论上而言，这部分巧青无法作为有效渐青用量进行相关配合比计算，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅｎ一一ｔｉ设计法中就有了新的概念：有效渐青含量。因为些孔隙率较大的碎石可能会吸收部分渐青，在实际情况中，送部分渐青是无效的。考虑到送个原因，不管采用表干密度还是毛体积密度，均不能真实反映出集料在混合料当中的真实状态，因此针对集料特点，该设汁法也提出有效密度概念，并且将其计算方法进行对应改变。从送两点原因出发，可Ｗ认为按有效满青、有效密度等概念设计的渐青混合料是叱较合理的。３．２混合料配合比设汁根据设计要求进行原材料试验，并采用旋转压实仪成型试件，计算设计皮实次数时的空隙率，矿料间隙率，巧青饱和度，粉胶比来确定矿料级配和渐青胶结料最佳含量。１３n东南大学硕±学位论文一组试件然后根据目标配合比设计的结果，采用旋转压实仪成型，验证最大压实次＝。最后再Ｗ设计确定的原椅料比例制备试件数（ＡＴ１６０次）额青混合料密度，验证胃马歇尔各项技术指标，水稳定性（浸水马歇尔试验，冻觀劈裂残留强度比试验）及动稳定度（车徹试验）是否符合设计标准，得出是否添加抗车撤剂时的两套目标配合比设计方案。３．２．１试验用原材料规格及产地１矿粉：产地为王创自产；２渐：ＳＢＳ青改性渐青，产地为江阴中石油；３集料：￣１６２６．５ｍｍ，石灰岩，产地为江西彭泽；４￣．７５１６ｍｍ，石灰岩，产地为江西彭泽；￣２．３６４．７５ｉｍｎ，石灰岩，产地为江西彭泽；０￣２．３６ｍｍ，石灰岩，产地为江西彭泽；３．２．２巧青混合料技术标准－２０渐青混合料目标配合化设计时在进行ＳＵＰ，矿料级配，旋转皮实试验体积性质指标，马歇尔试验技术指标参照《江苏省干线公路建设工程施工技术指南路面施工分》－册》，《公路渐青路面施工规范（打ＧＦ４０２００４）及《中环快速路工业园区段路面工程标段兰施工图设汁》的要求。－１ＳＵＰ２０巧青海合料３．１：（）设计矿料级配控制点见表表３．１设计矿料级巧控点戶筛孔尺寸（ｍｍ）１９１３．２２．３６０．０７５？—Ｉ通过量上限（％）１００／４９８通过量下限（％）９０％Ｍ２ＳＵＰ－２０渐３２青混合料设计矿料级配限制区界限见表．２：（）表３．２设计矿料级巧限制区界限筛孔尺寸（ｍｍ）２．３６１．１８０．６０．３Ｉ〇通过量上限（／〇）１３．７＾＾＾通过量下限（％）３４．６２２．３１６．７１３．７Ｉ－３ＳＵＰ２０渐青混合料旋转皮实体砍性质指标见表３．３：（）１４n第三章Ｓｕｅｒａｖｅ海合料设计方法研究ｐｐ表３．３旋转压实体积性质指标空厳率Ｗ矿料间騰率湖青饱和度粉胶比圧ｆＩＩＩ达头度（％）ＷＶＭＡ（％）ＶＦＡ（％）Ｆ／ＡＮＷＷ巧搪没计？大？？＞？３．５４１．５１３６５７５０．８．６＜８９９６＜％３．２．３原材料试验１矿粉试验结果见表３．４（）表３．４矿粉试验结果￣检测项目实测值规范或要求￣０．６ｍｍ过量（％）通＾Ｉ细０．３ｍｍ通过量（％）／０１５ｍｍ￣度．通过量（％）１９０１００￣＾°？０．０７５ｍｍ通过量（／＾５８５１００Ｉ＾亲水系数＜＾３表观密度（ｇ／ｃｗ）２．６６４＞２．５０（巧集料试验结果见表３．５表义５各集料试验结果（粘附性试验中，未渗化抗剥落剂）６￣２６－￣ｍｍ￣检测项目１．５ｍｍ４．７５１６ｍｍ２４．３６．７５０２．３６ｍｍ规范要求各筛孔尺寸上的通过量（％）／Ｃｍｍ；￣￣２６．５１００．０１００．０１００．０Ｉ１９ｍ１１００＾＾１６＾＾＾１３．２１００＾＾９．５００３．１６６．３１０．１００．０飾、，筛分４７５．Ｕ？＾＾２３６１２８６８．＾１．１８５９．３＾＾＾０．６１３５＾＾＾０３．１＾０＾＾＾０．１５１＾＾＾＾０＾１ＩＵ＾＾＾〇＜０．０７５ｍｍ含量（／〇）Ｕ大于２ｍｍｌ？ＵＡ．３６￡３５ｍｍ每，（）＾＾针片状（％）／／＾＾＾〇压碎值（／〇）／／／＜２４＾１５n东南大学硕±学位论文／（）／／％砂当量＾＾ＩＩ＞２５０２２２２－表观相对密度＾＾＾＾毛体积相对密度２２２２＾／＾＾＾２．大于．３６ｍｍ：ｇ３０００．３４吸水率．２３０．２４粘附性５级／／／＞４级ＩＩ３３ＳＢＳ改性源青试验结果见表．６（）表３乂改性衡青指标试验结果￣枪测结果检测项目单位检测结果°０￣（２５Ｃ５ｓ．１ｍｍ％５０８０针入度，１００），ｇ°Ｃ５ｃｍ／ｍｎ）ｃｍ３０．３Ｓ３０延度。ｉ，￣￣￣°软化点（环球法）Ｃ７１．０￣＾—－－＋／０口０－２１－０针入度指数門．—９９６２溶解度％．＾°Ｃ２。￣—°燃点Ｃ３０８／’相对密度（２５Ｃ）／１／￣￣＾‘Ｃ１．０化存稳定性离析．４化软化点差＾’Ｍ弹性恢复（２５Ｃ）％＾—１３化运动粘度化Ｓ１＾＾３－０±０６质量变化％．０７６．延度ＴＦＯＦｇｃＲＴＦＯＦ＞５ｃｍ１１５（ｓＶ／ｍｃｍ２０．，后残留物ｈ）针虑０＞／０７１．２６５。（２５。ＪＩＧＦ４０－２００４按照《公路渐青路面施工规范》（ＪＴ）对额青混合料的正常施工温度范’围的要求，Ｗ及已建类似工程，选用１６〇Ｃ作为击实温度。３．２．４设计矿料结构和渐青含量３．８。，结果见表３．７与根据试验结果，选定各档集料和矿粉的比例３７兰表．种级配矿料比例￣￣￣￣ｍ２３６２２６５ｍｍ４／７５０．３６ｍｍ矿粉０Ｗｍ．４．７５ｍｉｎ材料名称．２６１．５合成级配１比例（％）．０＾＾＾１５（％３００．合成级配２比例）．＾＾〇０比例（／〇）３４１．０１０．５２３．５１．合成级配３．０３Ｉ表３．８王种级配通过率４５２６．１０．３０．１５０．０７５１１．７．３１８０．６筛孔尺寸（ｍｍ）９６１３．２９．５〇７７４１．５４７．０８．２６．７５．７％２．５１１３．３１巧讨麥（／〇）．５８７．９．０的．３合成级配１００．０８．１６６５／７％５３９４Ｚ３９．６１３．０．２（％）１００１７３７６０．１．．化合成级配．０．化．通过率一〇２１６０１２４７．６６１５．１７０６３６．〇．５２３．．．．％．〇８４．２．３．合成级配３通过率（／）１０００ＩＩＩ％ＩＩ１６n第Ｈ章Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料设计方法研究－１，见图３：根据Ｈ种级配和控制点上限，下限，可ｉｉＵ导出王种级配曲线图ＵＩＵ！？巧二至Ｕｍｓ０．１１＆３０－？！．巧二Ｗ４－３至０３ｉｉｉ＇■孩巧至．０ｉ；ｉｉ！Ｉ—：送賠Ｉｉ：：————掷—３■Ｑ：：：１祭咨；；；：：：ｊ＃＇；＇＇Ｉ：：０－０７５ｓｅ＇；，：ＩＩＩ；＼；；一－－Ｓ＞）．０—了；！０．１ｊＩＩ；ｉｊ；Ｉｊ…－－０．３－ｉｉ＿！！！！ｉＪ；；￣■ｇ．０—？ｉｉｉ立£ｓｍｉｊｉ］ｉ；！￣＿紛－３＇＇＇＇２．３６＝ｒｉｉｉｉ：：＼＼：…－———？—＾￣—城：：０：；：：；：１＾１主細—￣￣—：主ｉ：１５ｓ铅．０ｉｉｉｉｉｉ—￣￣—…－￣￣￣伽３００—ｉｉ：．＾；：ｉ：…２６５血－：：：：：ｉ：：：：■＊■■＂—＇２０■＇＾．＾．Ｄ１７３１５＼１ＩＩＩＩ…：：；：：：：：妨：：———０…１．０：：Ｓ＼ｉｉ霞巧小１１ｉｉｊＩ—ＩＩＩ品ＩＩＩ＇；；ｊＩ＊＊■■＊＊＿＿：—：１Ｑ０Ｉ图３－１混合料Ｓ种级配曲线图根据立种级配合成比例，估算互种级配的渐青混合料空隙率４％时的渐青含量及体积性质，见表３．９：表３．９估算Ｓ种级配的渐青胶结料曾量＾￣￣￣３％ＷＶ＾ｃｎｆＫｈｆＹ，ｇ）（？）ｈ（）７ｙ（）｛级配！ｂ＾＿＃配２２说８２．３２２０．０８９７０．０１１８４．２８１．７０７２．６６１级２．３０２冉２７０８２６６２２．６９９．３１００．０８９７０．０１１８４级祀．．＿．．１１０．１３０３材２２６６３２．６９９２３．０８９７００１８４级配．７０９．°Ｃ烘由王种合成级配估算的初始源青含量拌制渐青混合料。然后，置于盘中放在１６〇２小时。选择足实次数次，箱中短期老化，最后取出试样采用旋转压实仪成型试件ＷＷ＝没计＝＊＊１６０Ｓｕｅ转压实１００次，次。根据ｐｉｐａｖｅ设计方法，确定矿料级配成型试件旋次数设定在１００次，试验结果见表３．１０；表３．１０兰种级配的旋转压实试验结果理论最大高度（ｍｍ）毛体积相对初始次数设计次数Ｉ试验及配ＩＩＩＩ（相对密度１００密度压实度（％）皮实度％）８次次２９５．９合成级配１２．５１９１３０．０＾＾２５２０１２９．７８９６．０合成级配２．￣＾＾３２２０Ｖ２１１４．２２．４２０８４．７９６．０合成级配．５＾＝根据表中Ｈ种级祀的旋转度实试验结果，评价吉种级配的混合料在＾＿＿１００次压实＠１＾达到４％空隙率相应巧青的含量，粉胶比的皮实体积特性。评价，矿料间隙率，紙青饱和度结果见表３．１１：１７n东南大学硕±学位论文表义Ｕ评价兰种级巧混合料４％空隙率体积特性＾矿料间隙率湖青饱和度Ｎ初始巧实度１組吉。＊＂／、１１化防Ｉ级配用量（％）（％）（％）（％）合成级配１ｍｍ８４．５＾＾合成级配２４．３２Ｉ８４．６Ｊ＾＾＾合成级配３８４．７竺＾＾＾＞－－＜标准／１３６５７５０．８１．６８９ＩＩ将评价的巧青混合料体积特性与设计标准进行比餘合成级配２各项技术指标满足设计标准要求。故本次设计选择２＃级配为设计矿料结构。设计矿料级配确定后，分别Ｗ估算的紙青胶结料含量４，４±〇．５％，巧片１％拌制额青＝混合料成型件。然后计算额青混合料在初始次数压实８次），设计次数压实＝（ｉＶ１００次）的体积特巧，绘出矿料间隙率，洒青饱和度，粉胶比，初始压实度对衡设巧－青含量的关系图（见團３２），确定空隙率为４％对应的为设计额青含量。四种渐青含量旋转压实试验结果见表３．１２，体积特性指标见表３．１３；表３．１２设计矿料级祀四种洒青含量的巧青混合料试验结果Ｉ巧始次数彻青用实测埋论最髙度（ｍｍ）毛体积相设计練压品—对密度气实度量（％）大相对密度（％）８１００次＾＾４．０２１巧．４１１４．５２８９５．６＾＾＾４．３２＾１０２９６．０＾＾＾＾４．６２２９６．４＾＾＾＾４．９２．４９７１２７．１１１２．９２．４１。８５．７表３．１３设计矿料级配四种巧青含量的巧青混合料体积特性设汁压实次数（１００次）々拓去巧甚如沁胖広Ａ洒青用胃Ｗ於山初始次数压实粉胶比〇（％）度（／〇）压实度〇ＶＭＡ％ＶＦＡ／〇（）（）４．０９５．６１２．７６５．６１．４１８４．６４．３施０１３．０㈱５１．３２８５．１４．６９６．４１３．３１３．２１．２３８５．６４．９９６．５１３．９７４．９１．１５８５．７Ｓｕｅ￣￣ｐｉｐａｖｅ标准＞。６５７５０．８１．６：￥巧１８n第兰章Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ絕合料设计方法研究巧．８广＊巧－１３卢８［／巧４巧．／．６／。２？Ｓ班－／Ｓ化４－．１２．４２？６－化４．２．％４．９１王了３．９４．１本３４．５４．Ｔ４．９己！．５３．７３．９１４－３４．５本７４．５．？ＸｍｔｍＭ＇？統用通Ｊ：Ｉ＾。＼藝Ｆ．／１。．＾６５／誦■Ｍ■Ｌ１．６２．Ｉ？巧３．３．３．９４．１４．３４．４．Ｔ４．９５．１５玉７Ｘ．１４．４．５４．７４．９么Ｉ５７Ｓ玉％４３滿巧ｇ，％？賺Ｓ图３－２四种渐青含量与体积特性及初始巧实度关系图＝根据试验结果和四种渐青含量与体积時性及初始压实度关系＾１００，査得在Ａ＠＃次旋。转压实次数空隙率４％对应的设计额青用量为４．３％，故取最佳巧青用量为４．３％同化从上图可看出，巧青用量为４．３％时，各项技术指标均能满足设计要求。３．２．５最大压实次数验证＝按Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ的设计要求验证在ｉＶ胃１６０次下旋转压实次数的絕合料密虜不超过最大理论密度的９８％，为了防止湖青路面在交通荷载下过度压实，成为塑性体从而产生永久变＝形。因此用设计渐青用量，矿輯结构拌制渐青混合料，化最大皮实次数１６０次成型构化测得最大压实次数的压实度为巧．２％满足设计标准要求。验证试验结果详见表１４：，３．１４觀设计巧青用量，矿料纖Ｗ结果Ｎ压实巧Ｗ欄ｗ巧青用量（％）粉胶比；１Ｉ音佈４．３＼３９１．３￣＾＾＾＾兰—－＜－＜８９Ｓ＞６＞１３６５７５９８０１６标准．８．ＩＩ｜３．２．６验证设计根据Ｗ上试验确定的矿料级配和设计最佳洒青用量，重新拌制巧青混合料，进行马歇尔试验，残留稳定度试验，冻融劈裂试验及车敏试验。经验证，其各项技术指标均能满足规范要求，试验结果见表３．１５；１９n东南大学硕±学位论文＇３．巧各项试验结果欄颇Ｂ磯结果设计标准稳定度ＭＳ（ＫＮ）＾０Ｍ－流值孔（．１ｍｍ２０５０）空隙率Ｗ％４（）＾＾洒青饱和度％６０－７５）＾矿料间隙率ＶＭＡ（％）＾＾残留稳定度ＭＳ（％）９５．８＞於。＿￣冻融劈裂抗拉風度比（％）８０．７言抓动稳定度（Ｗｍｍ）３４５７＞３０００￣２￣￣经室内目标配合比设汁，得到矿料配合比例为１６６．５ｍｍ：４．７５１６ｍｍ；２．３６＝〇４－．７５ｍｍ；Ｑ２．３６ｍｍ；矿粉３４．０：３１．０：１０．５：２３．５：１．０，最佳渐青用量为４．３／〇。拌制的规青混合料，经试验，各项巧术指掠均满足设计要求。同理－，运用该套配合比设计方法，针对ＳＵＰ１３混合料配合比设计要求，得出是否添－Ｄ配合比设计方案加抗车徹剂时ＳＵＰ，其倾特性指标见表３．１６与表３．１７，各项试验结果见表３．１８，３．巧与３．２０。表玉化ＳＵＰ－１３评价兰科级巧４％？１合料空隙率体积特性相对密度压实度矿料间隙率巧韻和诗龄级ＩＰＮ初始Ｎ设计Ｎ初始Ｎ设计（％）度（％）大理论１冉级配２．２９１２．巧８２．６５８８６．２９７．０１３．２７７．４２＃级配２．２９４２．５货２．６６６８６．０９６．４１３．６７３．２３＃２９８．１６．６级配．２２５６０７０９５．９１４．１７０ＩＩＩＩ－．口表３ＳＵＰ１３设计矿料级配四种巧青含量的洒青混合料体积特性■源青用量ＷＡＴＷ＾：设计空隙率设计矿料间隙设计溺青饱和压实度设计皮实度（％）￥度（％）（％）＾４．３４Ｓ１３Ａ９５．４＾＾＾４．８ＩＡ９６．０＾＾啤＾５．３１ＵＴＴ３Ｕ９６．６＾＾５．８１２９７，４＾＾＾＾标准４＾６５－７５０瓜Ｌ２９６＾＾２０n第三章Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料设计方法研究－３？巧ＳＵＰ１３验证设汁渐青用量矿料结构试验结果ｏＷ触选巧—■与！弓ｐ逆Ｗｗ渐青用量ＩＩｒ１Ｉ选Ｉ（％）矿料间隙渐青饱和粉胶比□：市＃／。，、曲，ｆ、压实度（％）度（的）〇（％）率（％）度（乂）４．８１．４￣＾＾＾＜８９９６＞￣＜￣标准１４６５７５９８０．６１２ＩＩ３－．１９ＳＵＰ１３各项＾１＾＾果織项胃微结果设计标准稳定度ＭＳ（ＫＮ）＾＾－流值．１ｍｍ２０５０ＦＬ巧）＾３－空隙率．５４．ＳＷ（％）＾６５－渐青饱和度％）７５＾〇矿料间隙率ＶＭＡ（／〇）＾＾Ｓ＞残〇％９３－１８５留稳定度ｍ）（￣＾劈裂抗拉趣度比（％）８０．４＞抑动稳定度（Ｗｍｍ）４５２５＞３０００、＂３－？２０ＳＵＰ１３添加抗靴剂时备项《＾果織项目试验结果设计标准稳定度ＭＳＫＮ（）＾＾ＦＬ０Ｍ－流值．１ｍｍ２０５０（）３－空隙率．５４．５ＶＶ（％）＾６５－湖親和度％）７５＾矿料间隙率ＶＭＡ（％）１５Ａ＞１４＆９４．０＞化残留稳定度Ｍ（％）融劈纖拉酿比Ｃ％）８１．９三撕—动稳定度（次ｔｏｎ）６４５７＞５０００｜￣￣￣经室内目标配合比设计，得到矿料配合比例为义５１３．２ｍｍ：４．７５Ａ５ｍｍ：２．３６￣＝〇４．７５ｍｍ：０２．３６ｍｍ；矿粉２９．０：３０．５！１２．０：２７．５：１．０，最佳渐青用量为４．８／〇，抗剥０．４％０．２％。落剂渗量为渐青质量的，抗车撤剂渗量为渐青混合料质量的拌制的渐青混合料，经试验，各项技术指标均满足设计要求。３．３中面层抗车徹剂的应用此＇工程中选用的抗车输剂为路孚８０００，本章节就路孚８０００的作用机理与其作为抗车敏荆的优势进行研究。３．３．１作用机理路孚８０００作为一种紙青添加剂，由多聚物和其他成分组成。其成分中８５％Ｗ上为一ＰＷ。聚合物，含有定比例的纤维和满青纤维的作用效果是吸附，从而使得混合料中结２１n东南大学硕±学位论文构渐青含量有所増加，能提高渐青混合料的黏结能力，延长路面使用寿命。路孚８０００当中纤维直径约为１４ｕｒｎ，比表面积很大：每克纤维能提供的表面积可Ｗ达到数平方米之多。在额青和纤维的相互作用中，，纤维能很好地分散到渐青中其具有的巨大的表面积能成为有效的浸润界面。在界面层中，最后，额青和纤维之间能产生物理和化学作用能形成结合力非常牢固的结构巧青界面层，与界面层Ｗ外的自由細青相比较，结构辆青的黏结性很强一。同时，纤维与其周围结构渐青能起裹覆在集料表面，使得集料表面的满青膜增厚，而海合料中的额青膜能减缓彻青老化，延长路面使用寿命，而且还可Ｗ提一方面高额青路面中裂缝的自愈合能为，对减少裂缝的效果明显。另，混合料中的聚合物与金属元素造成巧青表面硬化，假如增大其中结构渐青比例，海合料的粘滞性会得到一ＰＷ。（很大提升与加强，混合料中的含，对混合料起到定的加劲作用同时矿物与灰浆有额青一一些添加剂的化学成分间会发生物）之间能形成种聚合体搭巧，其中的渐青与理和化学作用，这些作用效果都能在很大程度上提高混合料的高温稳定性Ｗ及低温抗裂ＰＷ性，使得渐青路面整体性变得更强。３．３．２路孚８０００作用效果通过对Ｗ往资料中的道路交叉口额青路面病害的研究报告可Ｗ发现，该中环快速路上重载车辆较多，私家车数量増长速度也较快，针对此现状，为提高交叉口车辆通行能力，城市交通管制部口通常在交叉口的各路曰采取减小车道宽度、増加车道数量等措施进行控制，此类措施必然会加剧交叉口区域渠化交通作用，车辆行驶荷载会越来越集中分布在道Ｐ１路中的某条中也线周围１，此区域就非常容易产生车澈。相关的研究表明，车徹的发展速度隨着荷载作用次数增加逐渐减小，然而，车撤的深度却是随着累计荷载作用次数的逐渐增加而加深，使得道路完全丧失其使用性能。因此，在城市道路交叉口区域，路面抗车澈要求必然很高，需要加强交叉口区域渐青路面抵抗车撤能为。ｔ现今施工工程中常用的抗车澈剂有：ＴＰＳ，路孚８０００和Ｓａｓｏｂｉ，在很多研究中都能看一到通过些测试方法与性能指标对惨入添加剂的巧青胶结料性能所进行的评价，从而可Ｗ２Ｐｉ直观对比分析不同的抗车敏剂对渐青性能的不同改善效果。（１）巧青结合科的温度敏感性试验结果见表３．２１２２n第三章Ｓ哗ｅｒｐａｖｅ混合料设计方法研究表３．２１Ｓ种添加剂在不同渗量下胶结料的祸度端度指数变化￣志性剂渗量及针入度指数Ｉ渗量％１５１２Ｉ＾９Ｉ６＾３ＩＴＰＳｃｎ０－－－．１２５０．１２５０．０２１０．０７８０．１０５惨量％１６１３１０７４路孚８０００Ｃ１１０－－．１％０．化２０．１４１０．００４０．０８５。惨量／〇５４３２１Ｓａｓｏｂｉｔ－－ＣＴＩ００．２５．１０．．１２８１０２０．０１２００７４ＩＩＩ｜｜根据上表结果，随着抗车敏剂惨量増加，ＣＴＩ也随之增大，该趋势表明添加剂能在一定程度上提高额青感温性能８０００对感温性能的改善幅度大小明显优于另，其中路孚外两种添加剂。综合上试验对比结果，Ｈ种典型抗车澈剂均能改善渐青性能，其中路孚８０００对渐青的各项性能提高作用效果最明显。同理，测得添加抗车澈剂时混合料最大压实次数的压实度为９７．３％，满足设计标准要求。验证试验结果详见表３．２２与表３．２３：。３．２２獅设许巧青用量，矿料结构微结果朋次满青用量Ｗ蝴压实度压实励ｂＰ（％）（％）臟？ｒ度（％）叫ｓｒＩ４．２８ｍ７０９７．３１．４＾＾Ｊ％６－＜兜〇￣１标准５７５》．８．６＾＾３．２３添加抗车觀时各项微结果—试验项Ｂ殻结果设计标准稳定度ＭＳＫＮ（）＾流值Ｕ麵－ＦＬｇ２０５０）＾空隙率〇ＶＶ／〇４（）＾；＾６－渐青饱和度％）０７５＾矿料间隙率ＶＭＡ（％）＾残留稳定度ＭＳ。（％）９５．０＞８５冻顧劈裂抗拉强度比（％）８１．５＞撕动稳定度（Ｗｍｍ）５％５＞５０００－２０中面层中未添加抗车瑜剂的动稳定度为３６２２根据测得的ＳＵＰ，添加２％路孚８０００５０％－混合料的动稳定度为巧４１，提髙了将近。由此可见，由于Ｓｕｐ２０的骨架密实结构较为合理，骨架颗粒在受到被较多渐青胶浆包裹的细集料产生的束缚力同时，又具有粗骨料中的骨架支撑作用－，因此添加路孚８０００后，Ｓｕｐ２０具有较大的动稳定度值，抗车２３n东南大学硕±学位论文澈性较好。３．４本章小结与传统的马歇尔设升法进行比较，根据Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料设计法进行设计的混合料各项ｉ。性能均较为优越，满足设计规范要求，在本工程中也选取了Ｓｕｐｅｐａｖｅ设计法进斤设计８０００在特殊路段需要添加抗车徹剂时，选取的抗车敏剂为各项性能较优的路孚，其最隹渐青用量为４．２％，抗车澈剂渗量为渐青混合料质量的０．２％，该比例下混合料抗车澈效果良好。２４n第四幸桥面防水层配合比研究第四章桥面防水层配合比研究在中环快速路高架标段铺装漏合料么前，首先进行桥面防水粘结层的撒铺，设计方ＳＢＳＳＢＳ案选取的是改性渐青碎石封层进行施工，分析其施工持性，发现改性渐青碎一工程中石封层作为桥面防水粘结层是种较为可靠和经济的工艺。其在实际有诸多优点阳］，如下：（１）同步碎石基本能满足水泥混凝±娇面防水粘结层的各项防水要求和指标，并一］，形成，。且能够与水泥混凝±桥面１＾１及巧青混合料铺装层粘结牢固个整体防水性良好（２）良好的抗施工机械损伤性能。（３）良好的抗热集料刺破性能。（４）施工时进行的主要工序由机械单机即可完成，施工速度快，施工工艺简便，对交通妨碍少。（５）综合成本较低，该施工工芭所需的封闭交通时间短，大大降低了汽车使用费、时间延误及交通事故损失等费用。，降低了施工综合成本（６）该施工工艺只需短期封闭交通，因此该工艺不但可Ｗ应用在新建巧梁防水粘结层，还适用于旧桥防水粘结层的修复工程。（７）同步碎石施工工艺使结合料的温度损失大大降低，石料颗粒埋入额青中深度増加，湖青结合料对石料的覆盖面积和裹附高度増加，两者间粘结力更强，从而防水粘结层质量就有了很大的提高。８）、可靠性强（同步碎石的防水粘结层层间结合更为牢固，该防水粘结层可分为两层，下层为满青层，结合料层施工中采用的髙温结合料，进行的是立重叠加喷洒，用一定压力将结合料喷洒到水泥游凝王娇面上。，使两者之间梢结更为牢固另外，此时高温流态状况下的结合糾，拥有自流平性能，可Ｗ均匀平整地铺满整个桥面，消除了桥面的不平整化态。之后其撤布的石料颗粒突出在结合料表面，，在进行渐青混合輯摊铺时一部分高温混合稱能进入到碎石间的间隙中，形成较为粗髓的、交错的共同结合面，效果明思，很好地提髙了层间抗剪切能力Ｗ及层间粘结能力，因此，防水粘结作用效果就有了大幅度的提髙。（９）同步碎石封层的桥面防水粘结层可ｉｌ。在温度变化ｔ＾起到良好的应为吸收效果一巧行车荷载的作用下，桥面板会有定的水平向变形，同步碎石防水粘结层能起到吸收铺装层和桥面板之间产生的这部分应力。，减小相对位移２５n东南大学硕±学位论文４．１工程中实际施工问题根据桥面防水层施工现场实际化况发现，将ＳＢＳ改性辆青碎石封层作为桥面防水粘结层施工时，往往会出现诸多问题，最为常见的即是，在进行面层摊铺时，满载渐青混＂起合料的运料车在防水层上行驶时，由于轮胎与封层内的溺青相接触，造成大面积的＂－皮现象如图４１所示。图４－１运料车行驶后对防水层破坏图由Ｗ上现场图可Ｗ明显看出一，当料车行驶时，会出现条非常明显的轮迹带，造成防水层严重的破坏。假如是局部微小地区出现破坏，可Ｗ进行人工喷洒乳化渐青等措施进行补救一。但是在整个面层摊铺过程中，料车会反复行驶，并且当其与摊铺机起进行混合料摊铺时，料车轮胎不断地粘起局部防水层，紧接其后摊铺机己经对此区域进行了混合料摊铺，这种状况根本来不及做任何补救措施。而如此进行摊铺的面层，当桥面投＂＂入使用后，在水和环境湿差等因素的作用下，防水层起皮区域很容易出现严重的水损害，桥体的混凝±主结构部分在水的反复作用下，容易出现裂缝和钢筋的诱蚀，进而。直接影响整个桥体质量，严重的还会危及行车安全分析造成此危害的各个因素，发现碎石封层的配合比是影响施工质量的关键原因，：。其中包含了王大要素碎石粒径，额青撒布量，碎石撒铺率通过对中环快速路高架桥部分的桥面防水层设计文件进行分析，发现设计部分对于这部分的参数设计与组合并不２－￣：桥面热喷ＳＢＳ类ＩＤ改性彻青量为１．０２．０／／Ｍ，重视，原始设计文件如下，喷洒皆一？喷洒防水层后应立即撒布层洁净的尺寸为３５ｍｍ的石屑做保护层。Ｗ上即是桥面防水层设计中关于配合比部分的全部资料￣ｍｍ的，撒布的石料是３５石屑，而石屑的撒布率这个关键性指标则未提及，并且在施工过程中发现，此粒径明显偏小，并且结合撒布率未明确等原因，桥面防水层施工完后，非载重型汽车在上面行驶＂起＂＂都会产生较为严重的皮现象，甚至当施工员在上面行走时，局部地区都会出现粘２６n第四章桥面防水层配合比研究＂一鞋￣状况。随后施工单位对粒径进行调整，变为５１０ｍｍ石粒，补撒层，但通过现＂＂场状况发现，这种补撒措施并不能解决根本问题，反而容易出现新的施工质量问题，－２Ｈ层石料。在石粒补撒过后，局部区域会出施工情况见图４现两层甚至是，如下图所＂＂示。这种方案尽管解决了粘轮问题，但当石粒撒布量偏大后，这部分与面层摊铺的渐青混合解无法紧密结合，粘结不完善，在桥面使用期当中，这部分石粒会在车载反复作用下出现滑移，直接导致水损害和冻融破坏现象加剧，大大缩短了桥面使用期。１１图４－２二次补撤碎石效果图由上图看出，补撒后的区域明显偏厚，肉眼基本难看到内部的额青，这种施工问题带来的危害严重，必须从根本上得到解决，因此，有必要对碎石封层的相应配合比进行分析研究，给出相应对策。４．２碎石封层配合比计算对于碎石封层配合比设计，在不同地区的气候环境其设汁方法也有所不同，但核也内容主要都是巧青洒布率，石料撒布率Ｗ及碎石粒径Ｈ项。对目前存在的不同的设计方法进行分类和归纳。，其配合比设计主要分为经验配化法和理论计算法两大类在实际施工当中比较有代表性的理论计算法有ＭｃＬｅｏｄ设计法、Ｌｏｗｅｒｉｎｇ设计法Ｗ及美国的洒青协会设计法等。本文在研究碎石封层配合比设计理论时主要参照ＭｃＬｅｏｄ设计计算法，该理论假设所有集料颗粒平均髙度的７０％被渐青结合料所填充，并且渐青洒布率需要考ｆｗ－３虑交通量大小、碎石集料特性Ｗ及道路状况等因素的影响，如图４所示。２７n东南大学硕±学位论文ＡｖｅｒａｅＡｒｅａｔｅＨｅｉｈｔＨｇｇｇｇｇ（）伽＇马ｉ＂叫＊＊ＭＭｉｒｉＡＭＭｉｒ？－ｔｍａｔｋ乂立，一＊Ｍ一Ｕ寺Ｖ《＞？（顯＾々ＸＩ图４－３封层结构与埋入渐青深度示意图Ｐ１Ｉ按照Ｎ．ＭｃＬｅｏｄ法，碎石埋入渐青的深度为其平均最小尺寸的７０％此理论假设，碎石埋入额青７０％左右，对于较大尺寸的石料而言，必然是不符合的，这本身即与实际一入深度达到７状况有定差别，当埋０％时，尽管其粘结性是良好的，但料车行驶时必然＂粘轮＂会出现的实际问题，对于粒径的确定，基本都是通过施工前期剪切试验和低温敲击试验，很少有设计机构在确定配合比时考虑施工性要求，因此根据此理论得出的配一合比很难做到既满足描结粘结效果又能防止施工操作中出现的系列问题。本文尝试通过对桥面防水层配合比设计时需要考虑的几个要素进行研究，旨在改进一碎石封层配合比设汁方法：，对其实际施工有定帮助（１）配合比与层间粘结作用的关系；（２）配合比与巧青裹附高度之间的关系：（３）配合比与轮胎胎面橡胶嵌入量么间的关系；４．３胎面橡胶嵌入量理论计算ａ本文在研究运料车橡胶轮胎胎面嵌入量时分两部分进行：理论计算与Ａｂｑｕｓ有限元模拟计算一，对送种计算结果进行分析整合，作为配合比设升的个依据，在进行橡胶变形研究时，将轮胎橡胶假设为各向同性材料，石粒为均匀球体，其模型简化为轮胎胎面压入多个石子颗粒表面的轮胎变形，考虑到橡胶材料的国际硬度试验方法，其原理与之类似，对此理论计算有较大的借鉴意义。４．３．１橡胶国际硬度试验的原理一一关于橡胶国际硬度试验的基本原理，该试验是将定直径的钢球，在个接触试验巧与总试验力ｆｆ＝６＋６６力（，为压入试验力）的先后作用状况下，压入测试橡胶试样的表面，测量两个作用力下的压入深度之差，如图１所示。然后通过查表或者在硬度Ｐ５１－４计上直接读取测试出的相应硬度值，如图４所示。２８n第四章桥面防水层配合比研究？＾ＩｚＸＸ／图４￣４橡胶国际裙度试验原理困橡胶国际硬度单位Ｗ。ＩＲＨＤ表示橡胶国际硬度试验分度总的原则是要使其所测得的硬度数值与Ａ型邵氏硬度计所一测得的硬度数值基本致。由于Ａ型邵氏硬度试验已得到广泛应用，Ａ型邵巧硬度一Ｐｑ４试验所测得的硬度值与橡胶国际硬度实验值有定的关系，如表．１所示。＇、表４．１橡胶国际硬度与邵氏Ａ硬度关系ＩＲＨＤ２８４０５０６０７０８０９０１００ＳｈｏｒｅＡ％巧．５５０６０．５７０．５８０抑．５１００根据理论推导与试验修正，可得到完全弹性各向同性橡胶的压痕深度与杨肪漠量的ｐｑ如下近似关系式，即王５巧＝０．００３８严片Ｅ－；（４１）；ｆＥＲ为钢球，ｍ公式中为试验力，Ｎ；为杨氏模量，半径ｍ；Ｐ为压入深度．０１。，０ｍｍ为测量单位关于运料车轮胎受力计算，先考虑轮胎接地部分的虚面积，这里将其定义为轮胎接地面外围的面积，包含了轮胎与路面接触的花纹和花纹之间空白间隙的面积；而在计算轮胎实际受力状况时使用的是有效接地面积，此部分面积指轮胎接地面积当中胎面与地面直接作用的实际花纹部分面积，不含花纹间间隙的空白面积。而在计算有效接地面积时需要考虑面积折减率，轮胎因有花纹的存在，使得实际的有效接地面积要小于轮胎接触于路面的虚面积，本文面积折减率来表示这种相对关系，即面积折减率等于有效接地面积除Ｗ虚面积。一在计算之前，查阅关于轮胎橡胶接地面积的相关资料，发现同轮胎相同胎压下，２９n东南大学硕±学位论文荷载增加时接地面积逐步增大＝；相同荷载下胎皮增加，接地面积减小，平均接地歷力／。单轮负荷有效接地面积本文需要研究的轮胎工况中：对于面积折减率，横向花纹在７Ｐ３８５％左右８０％左，４．２所示。，纵向花纹在右平均接地压力等参数如表表４．２负荷、胎巧、有效接地面积、虚面积及面积折减率和平均接地压力２２胎巧／ｋｐａ单轮负荷／ｋｇ虛面积／ｗ／ｗ有效接地面积／／ｗｗ面积折减率平均接地压力／Ｍｐａ１３２８３０７９１２４７６４０．８０００．巧６巧００４０２２７３１６９８０．７８８０．５９９４６０２５００４６２７９３７９４２０．８２００．化９巧５０６１０７８４９２８００．８０７０．７６１１３２８２８７０４２３５５００．８２００．５６４１９００３７２９３２９０４３０．７７９０．６５４６００２５００４４２７３３５７０４０．８０６０．７００巧５０５５６９６４５０２６０．８０８０．８３３１３２８２５７９９２０３９９０．７９１０．６５１巧００巧．．１３９２６８８２０８１１０７０７８１０２５００３８９１３３１８３００．８１８０．７８５３７５０５１０３１４１３０９０．８０９０．９０８５０００６０５７５４９６８９０．８２０１．００６１３２８２２８９９１６８３１０．７３４０．７９０巧００２９０１２２３８８５０．８２３０．７９５２５００３巧０５２９０７４０．８１００．８６０１０５０３７５０４化８７巧７４９０８６０９９３．１．５０００巧９４３４４１２２０．８１８１．１３３巧５０６１５５１５１３６２０．８３４１．２１７４３２运．．料车简化模型ｘ４运料车经常采用６底盘，下面对此种底盘各轮承载力及雜胎变形进巧计算，底盘－５４－６所示示意图如图４所示。，受力简團如图３０n第四章桥面防水层配合比研究ｆＴＷＩＩＭｉＩ捐〇＝—ｒｒｌｌ－ｃＡＩＩＨ冉泻Ｉ，图４－５料车６Ｘ４底蟲示意图Ｑｉ〇２ｑ．…曲，，…，…Ｉ……ｊＩＩＩＪＩＩＩＩＩ１ＩＩｎＩＩＩＭＩＭＩＩｊＬ２３Ｌ＾化Ｆ，Ｌｘ图４－６料车６ｘ４底盘受力简图图中６为料车前桥支撑点支座反力，ｋＮ；６为料车后桥支撑点支座反力，ＫＮ；由受力分析：，可得如下方程组＋＝＋＋护巧２０如－１往（４２）；２＋＋－＝巧王＋０马０去ｇ（王４）３０巧去去．（４３）ａ为ｇ公式中，海合料重量，ｔ；为车身底盘均布荷载，ｔ／ｍ；；ａ为覆盖物重量，ｔ为车身总长，ｍ；由于随着混合料摊铺的进行，料车重也不断发生变化，而轮胎受力最大时仍然是在未进行摊铺，静态的情况下，取此时的数据进行数学模型计算，由上述公式可Ｗ得到前娇和后桥的承载力分别和对于料车结构而言，前桥和后桥的轮胎数分别为２只和８只，前轮平均每个轮胎所受的力分别为：＝ｆｆ＝前轮后轮ｙ＾Ｉ４．３．３料车整车重量计算料车满载时（按照混合料最大载重量），整车质量为：＝＋＋２ｆｉ这３１n东南大学硕±学位论文ａ０。公式当中，为混合料重量覆盖物重量，ｔ车身自重，ｔ，ｔ；＆为；；查阅施工现场实际资料可知，混合料重量约为４化，车身自重为１的，相出于这些种类，其覆盖物等附属重量在计算中即可忽略不计；巧＝６＝：６０ｋＮ，４４０ＫＮ经过汁算；则后轮轮胎承受荷载＝３０。＾。：Ｆ＾＾施工现场料车轮胎的胎面花纹纵向花纹均有－７所示向花纹轮胎，如图４，统计到纵的料车数量较多Ｗ及有限元建模等原因，在下文中针对纵向花纹轮胎进行研究。Ｉ’＂＂Ｉ＂’。＂＂’｜｜３圓１！二马图４－７料车轮胎表面花纹图通过分析上表中接地面积折减率与轮胎负荷的值，表中的数据中轮胎胎压与平均接地压力。、轮胎负荷与有效接地面积、轮胎负荷与平均接地压力都呈现出较好的线性关系这里后轮负荷为５．５ＫＧ，利用线形插值法计算其面积折减率，求得值为０．８２４４，有效接２０ｍｗ地面积为４７１８。而在此接地面积下一，各个部分的接地压力并不样，普遍而言，其中央位置附近的压力最大，查阅胎压分布参考资料，需要考虑接地皮力偏度值，接地压力偏度值是衡量ＳＰ１轮胎胎面接地压力分布离散程度的指标：，表示为＝－－ａ占新巧（４４）ｊ平均接地压力＝负荷／接地面积一￣接地压力偏度值／平均接地压力值般为０．４０．５左右。３２n第四章桥面防水层配合比研究本文在参考相关载重汽车轮胎接地压力分布研究的基础上，通过接地压力分布规律计算单轮在载重５５ＫＮ时的压力分布状况。研究中将轮胎定义为标准胎压８３０ＫＰａ，在１０种荷载状况下对轮胎的加载接地压力进行分析结果归纳与总结。荷载分为５ＫＮ，１０ＫＮ，１５ＫＮ，２０ＫＮ，２５ＫＮ，３０ＫＮ，３５ＫＮ，一３ＫＮ．５ＫＮ。４０，４５ＫＮ，５０ＫＮ。另外，运料车额定荷载般为３根据不同荷载压力分布图中可Ｗ发现，当垂直荷载为５０ＫＮ时，轮胎的接地印迹可较小，，其接地印迹近似为矩形Ｗ近似为楠圆形。当荷载较小时，轮胎接地面积也相应。，最大接地皮力值出现在接地面积中也位置随着荷载水平増大，接地长度也随之増大而接地宽度基本不变，轮胎接地区域的压力最大值出现在两个胎肩位置，最大应力呈现两边对称状态。分析其原因，轮胎在加载过程中，带束层帘线是轮胎骨架材辑，承受了较大荷载。当载荷不断増大，轮胎胎侧的变形也相应增大，轮胎胎面部分会受到向内的挤压力在接地区域中也位置发生凸起，导致两侧胎肩帘线处的应力急剧增大，从而接地３９［］－４３４８，结．。压力最大值也出现在了两胎肩处，如图所示果见表ｔｍｍ８斌词．１Ｉ，６一－巧渊雄Ｉ－—ｆＭ備谢ＩＩｔ棚嘴－＾３满ｆ３號Ｉ－＾３〇ｍ１／／Ｌ御端－卿ｉ１１中２幻㈱）ＩＩｆｒ１．２０Ｅ〇６￣—＼ｍＱＩＩ３０５００ｔＩｊ１／Ｏ脚滿．＼：？＇＇．ａ＇＾成６主＾？＾．．－々５．５００．０５ＯＪ（ＵＳＵ｛Ｕ０巧肉莲隆诚Ｕ）图４－８轮胎接地横向压力分布状况表４．３最大接地压力与平均接地压力压力／平均Ｉ最大接地单轮负荷（ＫＮ）平均接地压力（Ｋｐａ）最大接地压力（Ｋｐａ）接地压力１１００＾＾＾１５６３７１．５７０￣２０７１９＾Ｙｓ７１．１３６＾＾１４７巧．０３００＾９１３３．５＾＾３３n东南大学硕±学位论文＾＾＾４５＾＾＾＾＾５５１０６９２０５８１．９２５取单轮荷载为５５ＫＮ作为料车后轮负荷进行研究，其最大接地压力／平均接地压力值２为１．９２５，按照有效接地面积为４７０１８？？，为求得最大应力区域石粒与轮胎胎面之间的。应力，首先需要进行计算此轮胎接地区域内石粒的数量４．３．４碎石颗粒分布碎石在地面的分布情况与配合比密切相关，很多设汁资料上面均将碎石撒铺状况用ｗＷｉｒ６〇％￣７０％么间来说明，或者直接给出了碎石撒布率为。本文中将碎石撒布率假设为碎石在地面上的投影面积占地面总面积的比值，Ｗ此进行计算，这里暂且将撤布率定为５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，７５％这六个有代表性的值，试算时碎石颗粒的直径按照４ｍｍ，６ｍｍ，８ｍｍ，１０ｍｍ，１２ｉｍｎ，１４ｍｍ进行理论与模拟计算。进行模拟计算时定义的参数如下：碎石撒布率：按照球体颗粒在地面的投影面积占地面面积的比例设定，单位计算面积为Ｗ碎石撒布均匀性！假定碎石均匀排布，碎石之间间距为定值，在内碎石与边界处一间距为碎石间距的半。Ｗ粒径为６ｉｍｎ，撒布率为６５％为例进行计算，则单位面积内碎石投影所古面积为４７０化Ｘ０．６５＂。。２２〇．６５ＣＸ３Ｘ３＊？＾，有效接地面积４７０１８，此面积下碎石颗粒数为碎石所受平均应５洗００＿＂Ｍ＝＇５Ｗｘｌ９．９２５８Ｗ力为最大颗粒所受应力为；按此法，可得不同粒径和碎石撤布率状态下颗粒所受的最大应力，计算结果如表４．４所示。表４．４碎石颗粒于不同状况下最大应力计算结果〇／颗粒最大５０％撤布５５％撤布６０〇撤布６５％撤布７０％撒布７５％撤布ＩＩＩＩＩＩ应力，Ｎ率ｍ率＾＾＾粒径４ｍｍ５６Ｍ４１４０３７＾粒径６ｍｍ１２７ｎｎ８５＾粒径８ｍｍ２２６ｍｍ１ｍ１５１＾按径１０ｍｍ３５４ｍ２３６＾＾＾粒径１２ｍｍ５０９４４ｍ３巧＾＾＾粒径１４ｍｍ６９３ｍ４６２＾＾＾粒径１６ｍｍ９０６８２３７５５６９７６４７６０３Ｉ由计算结果可得，随着粒径増大，接地面积内碎石颗粒数目减小，最大应力呈线性３４n第四章桥面防水层配合化研究増大；随着碎石撒布率增大，接地面积内碎石颗粒增多，应力呈线性减小规律。４．３．５确定轮胎橡胶材料的模量参数４．５由于橡胶材料为超弹性材料，其在有限元中进行模拟时参数如表所示。表４．５胎面橡胶超弹性参数！Ｃ（化）（化）Ｃ（化）密度（）材巧参数，。与；。辟／Ｍ－胎面胶７３６８７３１５０６９０３１１５３１１３５上文中橡胶硬度计算所需的杨皮模量可Ｗ通过橡胶已知硬度值反推得到橡胶的杨Ｗ．６所：氏模量值，查阅橡胶参考资料，载重运料车的胎面胶力学参数如表４示４表．６脂面胶力学性能参数Ｅ－Ｅ－２Ｅ－－－－ｃｌａｙＯｃｌＥｃｌａ２Ｅｌ３样品ｌａｙｃｌ巧３ＥｃａｙＯｙｃａｙ１／ＭＰａ２．００％．３２６２．４定伸＾＾＾２００％／ＭＰａ？５．５定伸＾＾＾＾３００％定伸／ＭＰａｍｌＵ１１．２＾＾拉伸强度／ＭＰａ１８．６化５１７１５．０１５．５＾＾扯断伸长率／％４８０４５０ｍ４１０３９５＾拉伸永久变形／％８８８８８８邵氏硬度７２Ｔｌ１７０７０７０Ｊ撕裂强度ＫＮ／ｍ４４７３４５．８４７．０＾＾＾３阿克隆体积磨耗／Ｃ７？０．１４６５０．１７２４０．１７６１０．２０４００．２１５００．２２０１动态切割切削量３．２９３．４４／ｇ＾＾四＾去硫化胶的湿摩擦系数３０３０．６＾２９．４３０３０’压缩疲劳温升／Ｃ２．６１２．１１２．５１３．１１．６１３．２１３结合料车轮胎参数，可Ｗ查到其邵氏硬度值为７０，通过下表将其转化为橡胶国际硬Ｐ９ｌ度值。７０ＩＲＨＤ值为通过表４．１可Ｗ求得邵氏硬度值为时，其对应的橡胶国际硬度值６９．５表将其转换为杨氏模量值，参考下／／ＩＲＨＤ）（二二二二二二二二二口：－ｗ；—驛－明§１．２ｒ７之９ｙｔ７０６３．４＾说別．７ｙ泌＇０－４，６ｊｙ４０掷８泌．２０．９＝９汾０Ｗ垃‘＊尸？、訂；之．１．０１Ｓ０．２０．６１．０１４１．８１．４．图４－９橡胶国际硬度与杨氏模量关系曲线３５n东南大学硕±学位论文＝ｌＧＥ（）’７ｇｉ〇＝ＩＲＨＤ值为６９．５时，杨氏模量值等式为：；计算得到Ｅ５．〇ｉ２ＭＰａ；根据上文中各向同性橡胶的压痕深度与杨氏模量的如下近似关系式即主巧＝０００３８严片．Ｅ－（４５）２Ａ／．ｚｖ／ｍ公式中；ｆ为试验力，Ｎ；Ｅ为杨氏模量，民为钢球半径，ｍｍＰ为压入；深度，０．０１ｍｍ为测量单位。５．０口－证过计算，（４６）＝求得Ｐ３３０．７，即３．３０７ｍｍ；Ｗ此公式计算得到的橡胶压入量见下表。表４．７不同撤布状况下胎面橡胶巧入量计算值〇〇〇橡胶压入５０／〇撤布５５％撤布６０／〇撤布６５／〇撤布７０％撤布７５％撒布ＩＩＩＩＩ量，ｍｍ率率率率率率粒径４ｍｍ２．６６２１．９５＾＾＾＾粒径６ｍｍ４．０１２．９８＾＾＾＾粒径８ｍｍ５．３５３．９７＾＾＾＾粒径１０ｍｍ６．７０４．９６＾＾＾＾粒短１２ｍｍ８．０２７７＾５．９４＾＾＾粒径１４ｍｍ９．３７１Ｔ２７６．９４＾＾Ｊ＾粒径１６ｍｍ１０．７１９．９８９．３６８．８２８．３５７．９２Ｉ４．３．６碎石颗粒的渐青裹附髙度关于常温下渐青的裹附高度，假设其值为ｈ，试算时假设其瓶青用量为有下列两种情况：一一（１）当ｈ＾ｒ时，（２）ｈ含ｒ，通过列出等式发现其等式样种，在此只列出其中情况下等式建立过程，在窩度ｈ内，被单个碎石颗粒所占的体积为：２２３３ｒ－＝－＾＿＿＊ｒｒ死（休油岭（巧）Ｊ＊０．６５３Ａｍ单位面积内总共颗粒数为高度ｈ内，Ｗ单位面积为底面的体积为，渐青１＊４■＾占／ｗ２－３３化＝３４７Ｘ沉ＬＧ３９１１〇密度为每／＾曰，此时总渐青体积为Ｗ此为依据可Ｗ建立相关等式用Ｗ计算离度ｈ：２３Ｌ」＾，将粒径值ｒ代入，就可Ｗ求得島度ｈ值，对各参数组合汇总５％．８。，现Ｗ６碎石撤布率为例结果如表４所示３６n第四章桥面防水层配合比研究表４．８６５％碎石撤布率时裹附高度与巧青用量的关系齡用量，碎石撤布率为６５％ｍｍ粒径１．２１．４１．６１．８２ＩＩ４ｍ３乂１＾＾＾６３．６２＾＾竺＾８３．０５＾＾１０２．７１＾＾＾１２２．５１＾＾＾１４２．４０＾＾＾１６１２２．３２Ｊ＾４．４有限元变形分析（１）有限元模型选取査阅相关有限元建模型资料，结合轮胎胎面受力变形的特点，呈类可供参考的轮胎４３［１模型如下：一一１）经验半经验模型：此模型针对不同轮胎的些具体性质，目前受到广泛应用一的有ＭａｇｉｃＦｏｒｍｕｌａ公式和在指数函数基础上建立的，描述轮胎六分力特性的统轮胎ｒｅ一半经验模型ＵｎｉＴｉ，在般情况下。，这两个模型用于研究车辆的动为学２）物理模型：该模型依据普通轮胎的力学结构特性，为便于研究分析，可进行一定简化，用常见物理结构代替轮胎结构，轮胎的变形即可通过物理结构变形得到。目前主要有梁和弦两种模型，送两种模型己经基本成熟，具有相对通用的数学表达式，能一够对轮胎结构进行更加深入的分析和研究。但是精确度相对第种模型模型较差。３）有限元模型轮胎的材料特性Ｗ及基本的结构己经基本成型，因此采用准确的建模能较准确的分析出轮胎的动态和稳态响应恃性。但是介于地面情况的复杂性，轮腊与地面之间的接触模型比较复杂。本文对于防水粘结层的有限元建模研究主要针对的是料车轮胎胎面嵌入到石子颗粒之间的变形量，考虑到轮胎模型的复杂性，Ｗ及本文所研究的主要是胎面变形，因此，在进行有限元建模时对轮胎内部结构进行大幅度简化，采用简化的物理模型对轮胎胎面的变形进行简单分析计算。（２）轮胎变形模型一轮胎的变形量般分为径向变形和侧向变形，本文中主要考虑的是在车身主体荷载。作用下，接地部分轮胎胎面的变形量，因此侧向变形不予考虑，只考虑轮胎的径向变形轮胎在受到径向载荷时－１０。，发生径向变形如图４所示３７n东寓大学硕±学位论文Ｗｔ午图４－１０轮胎径向变形示意简图（３）变形量计算ｕｓ中进行轮４－Ａｂａ１！在ｑ胎胎面变形模拟计算时，轮胎模型底部区域如图１所示．．？。在為品Ｓｖ品二ｗ—价＊＊；。图４－１１胳面变形模拟计算简化图Ｗｍ：在该模型中，外直径为Ｉ，胎面橡胶厚度为２０ｍｍ，胎面材料参数见表４．９表４．９轮胎胎面材料参数（（Ｐａ（，材料参数Ｃ化）Ｃ）ＣＰａ）密度（）ｉ。ｍ３０钱／ｍ６８７３－胎面胶７３１５０６９０３１１５３１１３５轮胎内部材料采用坚硬刚性材料填充，模量和泊松比分别为ＩＳＯＯＭｐａ和化３５。根４－１２。据不同的碎石撒布率，碎石之间的间距会有所变他，如图所示‘ｓ■紙ｎ奏裤灣Ｖ羣革玲滯皆藉安黎瑪變接；炸簿餐Ｉ獻繁巧鱗攀鑛Ｉ！嚷扉聋韓续图４－１２碎石撤布模拟分布图通过调整碎石尺寸和间距，同时调整面面接触参数，计算施加在轮胎中必轴出的作３８n第四章桥面防水层配合比研究。用力，得到根据不同碎石撒布率，尺寸下的胎面橡胶变形值下面Ｗ碎石撒铺率６５％，碎石直径为８ｍｎ进行计算，得到受力状况如下图所示；■ｉ，＞Ｉ＾巧沾奇巧ｆＩ■■？游触綺腳吸ＢｇａｎＫｗｉＭｉＢｉｕａ趙脚８ｉ礙携酬厲簿顔孩胃图４－１３轮胎受力状况图此时的胎面变形情况如图４－１４所示：．ｔ：ｈｉ：ｉｉｔｔｔｌ±ｊｉ｜ｉＨ±ｉ±±＇：ｌ｜ｉ｜ｉ图４－１４胎面橡胶变形图从图中可Ｗ看出，中也位置的变形量较大，随着远离中也位置的距离増大，变形量逐渐减小，且对称分布，将中必位置的颗粒编号为０，往外侧依次为１，２，３，４，５，６，７，８，９，分别测量各个点的变形值，变形量如表４．１０所示。表４．１０各个测点的变形量位编ｆ０２３４５６７８９Ｉ号ＩＭＩＩＩＩＩＩＩＩ４．１３４．２１３．８３３．２５３．０２２．８１２Ｊ６１斯１．７６１■巧（ｍｍ）从表４．１０可看出，越远离中也线附近，变形值越小，符合实际情化现将总体不同参数下Ａｂａｑｕｓ模拟得到的变形值总结见表４．１１：３９n东南大学硕±学位论文表４．＂不同撤布状况下胎面橡胶压入里模拟值￣￣橡胶压入５０％撤布５５％撤布６０％撤布６５％撤布７０％撤布撤布ＩＩＩＩＩ量，ｍｍ率率率率率率粒径４ｍｍ２．３４＼Ｔ９１．６３＾＾Ｊ粒径６ｍｍ义６７３ｍ２．７６＾＾＾粒径８ｍｍ４．９６４＾３欣＾＾＾粒径１０ｍｍ６．４２１５４．８２＾＾＾＾粒径口ｍｍ７．６８５脯＾＾＾＾粒径１４ｍｍ８．５９ｍ７＾７Ｍ６．６９＾粒径１６ｍｍ８．９６８．４７８．２３７．９７７．５３７．３６Ｉ将胎面橡胶理论汁算值和模拟值进行比较分析，发现理论计算值普遍上比模拟变形一８－值大些，按照ｉｍｎ，６５％撒布率进行比较分析，结果如图４１５所示：６广Ｉ：３受累ａ１公■■？？■■肪Ｉ斯巧斌截说ｆｔ撤布牵６巧齡》巧《巧々車巧截图＂５不同碎石撤铺率下的胎面橡胶变形比较分析通过裹附髙度与橡胶嵌入量的叠加得到叠加高度值Ｈ，Ｗ此判断胎面橡胶是否会与含：若１１２。则橡胶与湖青相接触，会不可避免的发生粘轮现象Ｈ舍２ｒ，巧青相接触；若０％此粒径和撤布率可初步做参考。利用理论计算值可总结在碎石撤布率为５０％，５５％，６，６５％，７０％，７５％下Ｈ值与巧青用量粒径之间的关系，现Ｗ６５％碎石撒布率为例结果如表４．１２所示。表４．１２６５％碎石撤布率时叠加髙度计算值与巧青用量的关系胃Ｓ湖青用量，碎石撤布率为６５％比ｍｍ粒径１．２１．４１．６１．８２ＩＩＩ４５．８３＾＾＾＾６Ｍ６？巧＾＾＾８＾７７．４７＾＾１０＾７ＴＭ８．２２＾＾１２７９．１２＾＾＾＾１４１０．１２＾＾＾＾１６１〇．１Ｋ３４１０．６１０．８６１１，１４］ＩＫＩ｜｜４０n第四章桥面防水层配合比研究同时，为形成对比分析，通过Ａｂａｑｕｓ模拟出的各参数组合下的变形值汇总，得出叠加高度值Ｈ１，现Ｗ６５％碎石撒布率为例结果见表４．１３：表４．１３６５％碎石撤布率时叠加高度模拟值与额青用量的关系畳加離ｍ，彻青用量，碎石撤布率为６５％ｍｍ｜４粒径１２１．１．６１．８２４４５５．４７＾＾＾互６６，７５＾＾＾＾８７．３１＾＾＾＾１０６．７６．９８７．２９７，６３８．０２７８８７１２．７７．９６８．２４８．５４．１４ｍ９．９２＾＾＾１６９９１０１０．２９＾＾巫＾红色标出的部分即是高度Ｈ超过粒径的部分，还需考虑此时状态下防水粘结层与面层的粘结性是否良好，通过所取芯样分析，如下團所示，面层混合料已经与碎石封层融合成整体。碎石封层防水性主要是依靠其中的渐青完成的，因此，如果封层内漸青假如能完全融入到面层下部分的孔隙当中，？Ｌ隙填充完好，则防水效果良好，絕合料孔隙率ｅ－沿纵向分布不均匀，下文就Ｓｐｕｉｐａｖｅ２０的孔隙率纵向分布进行研究。＇ｍｇｍｆＡ图４－１６桥面铺装层钻苍图片通过试验部口提供的孔隙率纵向分布表进行分析．１４。，见表４４１n东南大学硕±学位论文表４．１４孔隙率纵向分布值试件窩度，孔隙率（％）Ｉｍｍ试件１试件２试件３试件４试件５７７７３７６．９＾＾＾１０７６．２＾＾呀＾１３Ｓ３５．３＾＾社１６４４．１＾＾＾＾１９４＾３．５＾＾＾２２３３２３．４＾＾＾２５２．６呀＾＾＾２８２，３＾＾＾＾３１３Ａ３３３．８＾＾３４５，４＾＾＾＾３７６．６＾＾＾＾４０７Ａ７２７１２７．３＾４３０７．９＾＾＾４６０９．２＾＾＾４９ｍｍｍ１０．８＾５２１１．６１２．１１１．３１２．３１２．６ＩＩＩＩ｜取５２ｍｍ处空隙率的均值作为参考值进巧计算，值为１１．９８％。取碎石撒布率为６５％，．４Ｋｇ溺青用量为单位面积１，进行计算，假设颁青能填满面层漏合料的高度为ｙ，则可列出等式如下：１４＾－３＝－ｘｌ９８％ｘｌ〇州ｌ．一口＝１．０３９，可得ｌ１．２ｍｍｙ＞，可ｌ．１５。同理＾＾计算出在不同额青用量下的ｙ值，结果见表４表４．１５不同巧青用量下的ｙ值渐青１．２Ｋｇ渐青１．４Ｋｇ巧青１．６Ｋｇ巧青１．８Ｋｇ巧青２．０Ｋｇ￣ＩＩＩＩＩｙ值９．６１１．２１２．８１４．５１６．１因化结合胎面橡胶压入深度为限制条件，参考理论计算值将不同湖青用量和碎石撒布率下参考粒径范围和中值汇总．１６。，结果见表４表４．化不同巧青用量和碎石撤布率下计算參考粒径范围和中值〇〇〇参考粒径５０／〇撤布５５／〇撤布６０／〇撤布化％撤布７０％撒布７５％撤布ＩＤ）ｍｍ率率率率率率须青用量５．１，．５．５，１０，．１０７．５，１０，７５５，０７５，１０，７５７．５５，１０，７５５，），（）（）（）（）（）（１．２Ｋｇ６，１１，８．５６，１１，８．５６１１８．５６１１，８．５６１１，８．５６１１，８．５（）（）（，），（，）（，）（，），１．４Ｋｇ溯青话量７，１３，１０７，，６，，１０，，１，，１１３１０（）（１３）１０（１３）巧１３）０（７１３）０（７，），ｌ，６ＫｇＩＩ＾ＩＩ４２n第四章桥面防水层配合比研究８衡量（’８’（１１１１１１１１夏巧’巧’ｌｌＴｌｌ１ｌ气．ｏＫｇ１１．５１１Ｔ．５胃（８，１６），口斯１６），口（８，１６），口脚１６），口同时，结合胎面橡胶压入深度为限制条件，ＷＡｂａｑｕｓ模拟得到的变形数据为基础，。将不同渐青用量和碎石撒布率下参考粒径范围和中值汇总在表４．１７表４．口不同巧青用量和碎石撤布率下模拟参考粒径范围和中值￣￣〇〇〇〇参考粒径５０／〇撤布巧％撤布６０／〇撤布６５％撤布７０／〇撤布７５／〇撤布ＩＩＤ，ｍｍ率率率率率率渐青用量５４５５１０７５，１０，７．５，１０，７４，１０，７４，１０，７，１０，７．，．（）（）（）（）巧）（），１．２Ｋｇ渐青用量１１，８．５１１８１１８１１１１，，１巧，）（５．），（５，），巧，），８（５，）８（５１，８）洒青用量６１３，９．５１３，９．５６１３，９．５６１３９６１３９．５６１３，（，）巧，）（，）（，），．５（，），（，）９．５，ｌ．ｏＫｇ渐青巧量（７，１５），１１（７，１５），１１（７，１５），１１（７，１５），１１（７，１５），１１巧１５），１１１８Ｋ：ｇ溺青用量。巧，１６），１２巧，１６），口巧，１６），１２（８，１６），口巧，１６），１２巧，１６），１２２－ＯＫｇＩＩＩＩＩ现将通过理论计算法和模热法得到的碎石粒径参考值绘制成图表，进行对皮，如下所示：５．Ｓ．ＩＩ＞？■■？？０Ｉ１．ＩＩｔ—…■？０．２１Ｌ６．１．２１．４１．６１１．４１８２．８２抑畑？Ｉｆ巧版ｈ图４＾１７５０％撤布率下参考粒径图４－１８５５％撤布率下参考粒径１己「１５ｒ＊斗巧■０Ｉ＊＊■＇．０Ｉ．．，■１．２１－４１．６１．８２１．２１．４１．６１．８２？Ｍｌ．Ｋｇ況畑，＆图４￣１９佛％撤布率下参考粒径图４＊２０始％撤布率下参考粒径４３n东南大学硕±学位论文＾１５ｒ口．５＾＂＾＊＾＊＂？＊＊巧＾＊…＾「０－设１＾。一１。＇！ＩＳ．￥１１１１１０Ｉ°１－２１．４１．６１．８２１．２１．４ｔ．ｅ１．８２－Ｒ巧宙ＭＳ病畑，Ｋｇ围４－２１７０％撤布率下参考粒径图４－２２巧％撤布率下参考粒狂从Ｗ上图表可Ｗ直观看出，碎石颗粒的参考粒径随着渐青用量的増大而増大，由于随着巧青用量增大，碎石被渐青的裹附髙度也随之增大，因而其总的叠加髙度Ｈ值会相。０％７５％应增大，导致其合适的粒径值会相应增大，送也与工程实际常理相吻合在５，。的碎石撤布率下，当巧青用量为较大值时，其参考粒径值增大较快，值也相应较大在撒布率为５５％，６０％，６５％，７０％时，碎石的参考粒径随撤布率变化保持较为稳定，参考值基本没有变化。这是由于在这四个碎石撒布率下，碎石之间间距变化不是很大，碎石在轮胎橡胶作用下，橡胶皮入深度和渐青裹附作用对总高度Ｈ值的影响法到了平衡，因而值也保持较为稳定。从总体上而言，模拟法和计算所给出的参考值差别不大，差别基本为０￣．５ｍｍｌｍｍ之间，考虑到碎石参考粒径本身为估计值，且在实际施工时碎石选一一择也是在个粒径范围内进行，不可能做到均尺寸，所此差别也在正常范围之内。一因此，实际施工时给出撒铺率和渐青用量的情况下，此结果可Ｗ对进行粒径选择做出定的建议。４．５本章小结从总体上而言，模拟法和计算所给出的参考值差别不大，差别基本为之间一，考虑到碎石参考粒径本身为估计值，且在实际施工时碎石选择也是在个粒径范一。围内进行，不可能做到均尺寸，所Ｗ此差别也在正常范围之内而结果给出的参考粒８￣￣径基本在１２ｍｍ之间，这也与施工中实际使巧的碎石尺寸５１０ｍｍ相吻合，符合工程实际。因此，实际施工时给出撤铺率和渐青用量的情况下，此结果可Ｗ对进行粒径选择一做出定的建议。４４n第五章巧青路面施工质ｓ变异性研究第五章渐青路面施工质量变异性分析渐青路面一般是在半刚性基层上加铺渐青面层而构成。半刚性基层强度较高，稳定性好，特别是在高等级道路中，半刚性基层成为渐青路面结构的主要承重层。对于此种结构的渐青路面，在施工过程中需要对摊铺湿度，囉压温度，混合料质量，厚度，皮实度，平整度，离析等进行有效控制，本文结合工程实际，选出渐青路面施工质量控制的Ｈ个具有代表性的指标：厚度，温度和压实度进行控制与分析，最后给出相关施工控制建议。５．１厚度控制根据渐青路面弯沉设计指标，只要半刚性基层厚度足够便可满足设计要求。因满青一面层厚度较薄，般情况下受压，湖青层层底拉应力验收时基本都能满足要求。在送种情况下。，施工单位往往会放松对巧青路面厚度的控制，因此而容易造成道路的早期损坏５丄１衡青路面厚度变异分析路面厚度要求指标见表５．１；表Ｓｊ．１渐青海寐证层厚度要求规定值或允许偏差Ａ血ＩＡ太检测项目检査方法和频率一高速公路，级公路其他公路￣￣－总厚度：设计值的８％—￣￣＂Ｉ巧谊。－上面层：设升值的１０％双车道每２００皿测巧、厚度（麵）－处－上面层：设计值的２０％Ｉ５。关于厚度变弄系数建议值．２，详见表、＂古Ｘ变异水平（系数）巧青面层厚度—（ｃｍ）胃￣－－０＾０．１９．２３０．１４０．１８０．１００．１３…Ｌ面层厚度（平地９￣－－－１５０．１４０．１６０．１１０．１３０．０７０．１０－－－－１６２００．０９０．１００．０６０．０８０．０４０．０５￣８〇化０５０心．１５５曲０面层厚度賴－－—＾＾马＿———－－胸０１００剔．０７——年：９畔机摊铺基层＿）－？－？１６２００．０７０．０８０，０４０．０６０．０２０．０３Ｉ｜表５．２渐青路面结构和设计参数变异范围建议值由此可见，納青路面厚度变异非常普遍，随着公路等级的降低，其路面厚度变异水４５n东南大学硕±学位论文平还将有所提高。额青路面厚度变异对路面结构影响很大，主要表现在：（１）对路面强度的影响选取半刚性渐青路面结构见下表进行分析，结构参数见表５．３。（）表５．３路面结构及参数￣类型厚度（ｃｍ）２０摄氏度模量（ＭＰａ）泊松比ＩＩＩ上面层细粒式洒青混凝止４ｃｍ１４０００．３５面层中面层中粒式巧青混凝王５ｃｍ１２０００．３５下面层粗粒式巧青混凝±６ｃｍ１２０００．３５基层基层二灰碎石３０．３５＾垫层石灰±２０ｃｍ０．３５Ｉ學－±Ｍ４００．３５表５．４为用不同路面厚度的实测弯沉值变化情况。表５．４面层巧基层厚度变化对实测弯沉影响￣基层的厚度不变面层厚度不变Ｉ面层厚度（ｃｍ）实测弯沉（０．０１ｍｍ）基层厚度（ｃｍ）实测弯沉（０．０１ｍｍ）５２０．９７２０．９７］＾ｎ２１．８８＾２１．９０１１２２４２２２．７７３．９９２４９２４．０３．３＾通过上述结果可Ｗ看出，路面平均厚度变化程度较小时就能对结构强度造成很大的影响。（２）厚度变异对可靠度的影响可靠度设计是区别于传统定值法的路面结构设计方法。假如在路面结构设计中引入统计概念一，综合考虑各个设计参数的变异性与概率分布，可按照概率设汁出个较好的的路面结构，这种结构设计既考虑了交通参数变异性，又考虑到了施工中各种参数变异性对路面结构使用期寿命的影响。通过此方法设计出的路面结构在设计使用期内具有一。个规定的概率路面不发生破坏，国内外研究者将其称为结构可靠度设计法＂一根据我国《工程结构可靠度设计统标准》对结构可靠度的定义在规定簿：件＂和规定时间内完成预定功能的概率，而在《公路柔性路面设计规范》中，额青路面结：、施工和使用条件下构可靠度定义为在正常设计，Ｗ累计当量标准轴次表示的设计使用期内渐青路表弯沉值和有结合料层底面的弯拉应力分别不超过其容许值的概率，即路面不发生破坏的概率。如果设计时采用的可靠度为９０％，表示可能有１０％的概率，路面在设计使用期间会发生破坏：。可靠度设计方法中主要涉及的参数有累计当量标准轴４６n第五章衡青路面施工质量变异性研究次。下面本文着重讨论面层厚度对路面结构可靠、各路面材料的强度和各结构层的厚度度的影响。结构层厚度对可靠度的影响可分为两部分：均值对可靠度的影响，变异系数对可靠度的影响。针对高等级公路半刚性路面结构而言，结构层厚度对可靠度影响的特点如下：１）面层厚度的均值变化对可靠度影响最明显。当各结构层的厚度减小或增大相同－－值时５１与图５２所示：，结构可靠度受到的影响如图１＾Ｍｌ｜０．９５：資—？—底疆层，．．ａｇ．１Ｐ基层ｉＩＩ！惊１面展ＩＩ＊１—＾０８５￣￣．－３－＇－０２１１２３機槪（ｃ筑）图５－１结构层厚度变化与弯沉指标可靠度变化的关系化％；化斯＾Ｊ－＊，資０ｆ，分ｉ二＾１：ｉ１＾基層］化的ｆ．－－．－．導ｔ芝玄ｉ１巧層！气…ｉ！而层ｒ＊＇———Ｉ——；．．．０１．１．＂Ｉ＂１．．泌－－－３２１０１２３塔废＜ｃｍ）图５－２结构层厚度变化与驾拉应力指标可靠度变化的关系从上图中可Ｗ看到，面层的，在各层减薄相同的厚度时弯拉应力指标可靠度降低最。在巧青面层的Ｈ层结构中，大。由此可见，保证各结构层厚度的均值符合条件非常重要。上面层材料的强度最大，所Ｗ其厚度控制就自然成了面层厚度控制中的重点Ｗ２）结构参数变异系数越大，可靠度就越低，厚度均值变化所造成的影响就越大，－如图５３所示。４７n东南大学硕±学位论文…；—＊■〇■中变興Ｓ０８１责’Ｉ＇窩变异ＩｉＩ—……ｉ－＊妇＾…一—．７５－－２１０１２膠嫂（Ｍ）图５－３不同变异水平下厚度均值变化对可靠度的影响由上图可见，曲线从低变异程度到高变异程度显得越来越陡，说明了厚度对结构可一度方面，其对可靠度的影响程靠度的影响越来越大。另，厚度均值减小或増加幅度时一样。亦不，厚度减小对可靠度影响相对更大３）厚度变异系数对路面结构可靠度的影响也是非常明显的。在不考虑厚度均＾变＂［］５－４所示化的情况下如图：，厚度变异性对弯沉值和弯拉应力为指标的可靠度影响０目—７？Ｉ０－９６－＂＾＾打＾０．９４叫Ｉ毅、…——幻＂―—？—＇—２＾誦＾Ｊ臭茲Ｈ賠０‘０３￣？—可巧峰＾！；二帮拉樓为Ｊ０■．９２４８１２１６而履藥度变．择系数（％）￣５－ｃｍ）图４面层厚度变异系数与可靠度关系曲线（面层厚度９ｃｍ１５由上图所示，无论是Ｗ弯沉值还是弯拉应力为指标的渐青路面结构可靠度均随着厚度变异性増加而逐渐减小，其中，厚度变异系数大小对Ｗ弯拉应力为指标的可靠度影响更为明显。５．１．２中面层与下面层变异分析（１）下面层厚度的变异原因，用此方法对于下面层的厚度控制而言，普遍采用标高控制法对厚度进行控制使得下面层的厚度受基层顶面平整性的影响很大，而道路工程中下面层的表面平整度则是受４８n第五章巧青路面施工质量巧异性研究Ｗ摊铺时拉伸的钢丝与铅合金梁控制，沿行车方向形成平滑直线。此外，下面层的厚度变异性还与渐青路面面层摊铺时所用的机械设备相关。尽管下面层的厚度由钢丝梁进行控制一，然而，摊铺机在平整度较差的旧路表面上行驶时必然会在不同程度上产生定颠潑和振荡，从而直接对下面层厚度和平整度造成影响。（２）中上面层厚度的变异原因对于中面层厚度控制的变异性而言，相对于上基层顶面平整度，下面层顶面的平整度必然得到了较大的提高，所Ｗ中面层的厚度变异幅度肯定是比下面层降低不少，同理可进行推测，摊铺上面层时，不考虑其它因素的影响，其厚度变异性水平应该更为埋４９想。另外，中上面层采用的是走平衡梁方法进行摊铺，这也能更好地控制摊铺厚度。通过Ｗ上两点，本文可Ｗ认为：路面铺筑层随着其层位上升，其厚度变异性会逐渐厚度变异性在不受施工机械一减小、施工水平等因素影响情况下，在；定程度上肯定会受到下层顶面的平整度状况影响，因此，提高路面各结构层表面的平整度水平，对减小面层厚度变异性效果明显－。＾对额青道路面层厚度进行控制有如下注意点；（１）注意实时测量路面厚度－－在中环快速路改造工程中，上面层分别使用ＳＵＰ２０和ＳＵＰ１３改性渐青混合料，并且保证巧青层的整体厚度满足要求。在进行混合料摊铺时对厚度进行实时测量，见图５－５工，实际操作时按照设计要求施，这些做法所造成的路面厚度变异就较小，因此路面质量也基本达到设计要求。媒二社技一山：ｉｖｘ‘：互二…！图５－５本工程中技术员对厚度实測图（２）道路基层平整度好在此改造道路中，新建基层采用的均是３６ｃｍ的水泥稳定碎石＋１８ｃｍ的１２％石灰４９n东南大学硕±学位论文±，若是进行锭細罩面的路段，原路段锐倒后平整度良好，整体性强，平整度较好，由一－此会在定程度上减小巧青面层厚度变异，如图５６所示。誦讓图５－６某处基层平整状况图（３）额青面层的摊铺、驅压控制严格摊铺机摊铺时用平衡梁法控制厚度，若摊铺过程中出现停机加料状况，整平板前的材料阻力会超过正常水平，使整平板上升到新高度，直至受力达到平衡为止，需４倍整一一平臂长度或者大约进行１２ｍ长才能最终趋于稳定，其表现结果就是个跳动后接着个－长坡，因此必然会造成路面厚度的变化。施工时厚度控制良好，如图５７所示。選图Ｓ－７施工中技术员实时调整厚度控制图５．１．３工程中路面厚度控制结果由于此工程为路面改造工程，各路段中面层和下面层厚度均是根据旧路钥创方案而定，毫无靡问其变异性非常大，这里仅研究上面层厚度变异性。５０n第五章巧青路面施工质量变异性研究－图５８是中环快速路上面层实测厚度散点图。上面层厚度散点图－－＇００￣＇＇＇ｒ■？＾Ｔ＾７Ｔ１ｐ：：：游：據＾邊！帛令巧察驾绒激齡察讓；轉怒．’………５０＊＊；？可？？＊？？？＊？？？＊＊＊？？＊？？＊？？？＊？．４０．＊．．与，．初＊Ｗ＾＾＊；？＾＊记４八颗＾心夺＾１Ｉ＞３０３１ｉ一ｔ－２０ｒｉ１０＼筆謂驅ｆ作；宜這讀穂違ｆ；帮３ｇｊ蓄？ｔ？ｔＩｔｔｔＩ？Ｑ０１０２０３０４０己０６０７０８０９０１００巧点图５－８面层各测点厚度分布图５５表．上层厚度变异性分析表￣￣￣＾￣￣￣￣￣￣＇￣平均值最大值最小值上面层样本数标准差变异系数ｎｕｎｍｍｍｍ—统计值８９４２．０２２５０３６３．８６７０．０９２ＩＩＩ根据路面设计要求，下面层的设计厚度为８ｃｍ，中面层厚度为６ｃｍ，上面层设计要求为４ｃｍ。由上表可Ｗ看出，上面层厚度的变异系数总体而言均比较小，变异系数属一于低范畴，，基本在４０ｍｍ上。参考厚度散点图分布比较均匀下波动，分析其原因，方面，平整度保持良好，从，在中下面层摊铺完毕后而对上面层厚度分布影响较小；另一方面，进行上面层摊铺时，施工工艺更为严格，采用平衡梁与人工测量结合方式进行厚度控制，保证了上面层厚度的均匀性。５．２温度控制５．２．１试验设计与试验结果（１）混合料类型的选用本章节选用ＳＢＳ改性额青ＳＵＰ－Ｓ１３混合料，ＢＳ改性巧青混合料的拌和温度设置为１７６，马歇尔试件成型温度为１６０摄氏度摄氏度，依据渐青混合料马歇尔配合比设计方－法，经试验最终确定ＳＢＳ改性额青ＳＵＰ１３混合料的最佳油石比为４．沪／〇，（２）试验设计５１n东南大学硕±学位论文本章节旨在研究不同碼压温度对渐青混合料碼压效果的影响规律，用于评价渐青路面过程中的现场施工效果。。试验温度的设计‘－Ｃ本研究试验方法确定的ＳＢＳ改性巧青ＳＵＰ１３混合料的拌和温度为１７６±３，击‘实温度为１６３±３Ｃ。具体温度设置如下表。表５．６混合料击实温度ｆ哥度混合難型击实温度？〇（鬻改性－１１６０１５０１４０１３０１２０１０ＳＵＰ１３７０ＩＩ｜｜ＩＩ２）试验检测方法试验中所有巧青混合料性能相关的试验均严格按照《公路工程额青与额青混合料试ＪＴＪ０５２－２０００）进行试验操作验规程》（。３）试验检测ＳＢＳ改性渐青ＳＵＰ－。１３混合料在不同击实温度下其各项性能技术指标，如表所示表５－．７改性巧青ＳＵＰ１３混合料性能检測结果不同击实温度‘〇下的各项指标值（…Ｗ化…化側化一路用性能检测指柄一—￣￣￣—￣￣￣￣￣￣—￣￣￣——１７０１６０１５０１４０ｍ１２０８５７５７５３．８９４．０２６．２．６．０３密实性＇窜峰．峨—生＿＿—Ｉ压实度（％）９７．８３９７．７０９６．６８９５．９３９５．６１９５．１１强度特性稳定度（ＭＰａ）１２．巧１２．３８１１．６２１１．２９１０．８５１０．３６残留稳定度（％）９４．８９９３．３１９１．２７８８．６５８６．巧８３．１５水稳定性冻强劈裂残留稳定度比＾＾＾＾…８３．２６８１．８０７９．６３７７．５２７６．２９７４．６８／、（％）蔚猫稳嗦动稳定度（次／ｍｍ）４４９２４３化４０６９３８巧巧１６２９３７性化組桥裂抗弯拉强度（ＭＰａ）１３．的１２８７１１．巧１０．２２９．６７９．１３性＾．（３）试验结果与分析通过分析不同击实温度条件下，渐青混合料的各个性能指标的差异，研究了击实温Ｗ度对混合料路用性能的影响。５２n第五章巧青路面巧工质ｇ变异性研究’６－５＝Ｒ２庄９７巧的「「６－１０Ｒ＝０．９胤Ｑ５＜１；明－４－Ｉ．５義巧．＾机４－捷－３－９４．５■１３１１１１９３１１１００１２０１４０１６０１孤１奶１２０１４０１６０王孤走实坦巧／亡击巧沮巧／ｔ图５－９混合料空隙率、皮实度与击实温度的关系对于犯Ｓ改性巧青ＳＵＰ－１３混合料，其空隙率随击实温度变化趋势如图所示，空隙率与击实温度呈线性相关，混合料的空隙率仍随着击实温度的降低而増大。Ｗ下图为改性渐青混合科稳定度与击实湿度的关系图。１３「，＝Ｒ０．９１２－．５＾ｎ：：：Ｉ／。－獲／１０－．日／１０＇＇＇＇１００１２０１４０化０１孤击实沿度／Ｃ困５￣１０改性渐青泡合料稳定度与宙实温度的关系额青混合料的强度满足要求是其用作路面材料承受行车荷载应该首化满足的条件，＂６一０Ｃ的马歇尔稳定度在定程度上反映了巧青混合料的高温抗压强废所Ｗ，本研究通过马歇尔稳定度评价渐青混合料的强度特性。该指标在不同击实湿度条件下的试验检测结果如上图。’‘对于改性紙青混合料，击实温度由１７０Ｃ降至１２０Ｃ，强度指标下降了１７．７％。当混’’’‘合料击实温度由１７０Ｃ降至１５０Ｃ１４０Ｃ１２０Ｃ。当巧实温度，降至时，强度下降较缓慢’’工程由１５０Ｃ降至１４０Ｃ时下降较快，从额青混合料的强度特性变化规律可知，在实际实践中，如果要保证铺筑的路面能够满足设计的强度要求，必须控制好压实温度，尤其注意混合料性能变化显著的湿度范围。图５－１１为混合料的残留稳定度及冻融劈裂残留强度比与击实温度的关系图分析其水稳定性。５３n东南大学硕ｄｒ学位论文０１０「，，＝．Ｒ＝〇＿９肝Ｅ〇巧－．３２：１＾＾９。．－ｉｒ８５．／／細；巧卵．ｈＩ巧．■１＇１１＞■＇７５＞１１ＩＹ０■１泌１１０１２０１３０１化１５０１６０１７０１泌ｉ〇〇１泌１４０１６０１８０巧实沮皮／ｔ；击实沮巧／ｔ图５－。渐青海合料残留稳定度及冻融劈裂残留强度比与击实温度关系图分析改性额青混合料的水稳定性，可Ｗ得到，随着击实温度的降低，空隙率在不断増大，，源合料受水侵蚀及冻融循环作用的影响越来越显著因此，在实际工程实践中，必须要严格控制好压实温度。Ｗ８１。下图为渐青混合料动稳定度与击实温度的关系图，分析其高溢稳定性５０００「＝０．９６０４５００－＾＾ｅ４０００■ｇ３５００－ｉ３０００－奪２５００１＇１１１００１２０１４０１的１舶击实温度／Ｃ围５＞１２衡青海含料动稳定度与击实温度的关系Ｗ上的高温试验分析结果表明，为保证渐青泥合料商湿稳定性，必须严格对最佳成型温度进行控制。ＰＳ１图５－Ｂ为改性渐青海合料抗弯拉强度与击实温度的关系图。１４「护＝０．９巧８＞１３－。ＳＩ？担９■／０１班１扣１助１曲０１班１０１１０１助１Ｔ击鄉度巧困５－１３改性巧青混合稱抗弯拉强度与击实温度的关系’－由巧青混合料抗弯拉强度与击实温度的关系图可Ｗ看出：湖青混合料的ｌＯＣ抗弯拉强度与击实温度有着良好的线性相关性。随着击实温度的降低，抗弯拉强度的变化分５４n第五章巧青路面施工质量变异性研究为缓慢降低、迅速降低、缓慢降低３个阶段。从上述线性回归分析可Ｗ看出，在施工中的各个阶段，在施工规范规定的范围内，温度控制的越高，其对应的混合料相关的性能就越好。５．２．２温度变异分析造成混合料施工温度变异主要有如下原因：（１）巧青混合料运料过程中的温度变异在渐青路面施工过程中，满青混合料在拌和后装入到料车当中并运输至路面施工现一定量的热量流失是无法避免的一场，送部分热量般指的是车箱周边热，此过程中发生量一。运输过程中，技术人员会采取些保湿措施，但效果并不是很好。根据热量流失原一般情况下理，，洒青混合料的温度越高，热量流失速度越快。若周围环境温度相对较低，热量流失也同样会变快。根据红外热像仪采集的图片进行热量损失分析，结果发现，车厢周边部位是混合料热量流失的主要区域，而车厢中间部位的热量基本保持稳定，从而车厢中形成温度差，导致车厢中部的热量也逐步开始流失。（２）巧青混合料装卸料过程中的温度变异渐青路面施工过程中对巧青混合料的温度要求必须非常严格，上文中提到，实际运输过程中料车车厢内部会形成湿差，车厢内部区域混合料温度分布如下：周边区域湿度’、区域温度高低，有时候车厢内外部温差可能会达到将近５０Ｃ左右。在混合料摊铺，中屯过程中，料车先卸出来的混合料是位于车厢尾部顶层的混合料，随后才是车厢内部区域的渐青混合料逐渐滑落，最后卸下来的是车厢前部的混合料，，送种情况下就极有可能导致混合料摊铺时温度最低的区域其湿度会低于规范中要求的混合料标准压实温度。（３）渐青混合料摊铺过程的温度变异满青絕合料摊铺过程同样有温度变异现象。究其原因，主要是横纵两个方向上混合料的摊铺温度影响因素共同作用的结果。其根本原因应该是由于装料过程中的混合料温度分布不均Ｗ及摊铺工人操作方法有问题所直接导致的。（４）渐青混合料压实过程的温度变异混合料破压程度不同，其温度降低的幅度也会有所不同。压实过程中的温度变异贯穿于整个海合料碼压过程当中。环境温差小，则满青混合料降湿相对较慢，环境温差大，部分混合料降温较快。最终各部分的海合料按照不同速率逐渐降温，其各区域的温度也逐步开始接近，湿差慢慢变小，温度流失也随之变慢。５５n东南大学硕±学位论文对于混合料施工温度控制，中环快速路满青面层施工中制定了严格的温度控制标准；，如表５．８所示表５．８施工各阶段温度控制标准彻青加热骨料加热混合料出料废弃温摊铺温初压开破压终开放交温段＾ＩＩＩＩＩＩＩＩ温度温度温度度度始温度了温度通温度°°°°°°°－１５５－１１－１５５１５０４６５Ｃ６５７５Ｃ１１６５Ｃ８５Ｃ呈１Ｃ室１５Ｃ兰（普通８ＴＣ呈５０Ｃ‘°°°°，°’改性１６５－１７５Ｃ１７５－１８５Ｃ１７０－１８０Ｃ１９０ＣＳ１６０Ｃ备１５０ＣＳ９０Ｃ皇５０ＣＩＩＩ｜｜｜｜考虑到混合料温度过高会导致渐青老化等后果，同时也得保证彻青粘度达到要求，使渐青能在较短的时间内涂覆于集料表面，因此对混合料拌和溢度进行控制也是十分重要的。混合料拌和温度越高，拌和时间越长，裹覆在集料表面的洒青薄膜被氧化的机率就越大。如果巧青混合料拌和湿度过髙，渐青混合料在存储和运输到施工现场过程中，溺青极有可能从集料的表面析出一，使得混合料細青含量发生定变化。从该方面而言，实际工程中必须对额青混合料的拌和温度和出厂温度控制严格针对压实度而言，如果压实温度过低，则混合料无法进行有效压实，造成其空隙率过大，结构强度难Ｗ达标，増大了面层出现水损害的概率。压实温度的有效控制即意味着在一定程度上对压实度和空隙率的变异性进行了有效控制，与合理的摊铺碼皮施工工艺相结合，使面层结构质量得到保证。一５二＋４６０－Ｋ４＋８９０）处右幅施工中某天的各阶段温度数据表．９为路面标中面层（Ｋ４，时间为９月初，白天平均气温大约为３０摄氏度左右。表５．９九月施工各阶段温度数据一统计值出场温度到场温度摊铺温度初压温度复压温度终皮温度ＩＩＩＩＩＩ均值１７＾＼６ｍ１１２．４＾最小值ＶＳｍｍ１０９Ｊ＾＾最大值ｍｍｍｍ１１６＾标准偏差０．７８００２．０９７＾０４４．．．０１变异系数．０００００６８０００５３００８７０．００８８０．０９一表５５＋２－００工中．１０为桥面标段中面层（Ｋ１０Ｋ５＋４）处右幅施某天的各阶段温度数据，时间为１１月初，白天平均气温大约为２０摄氏度左右。５一表．１０十月施工各阶段温度数据一统计值出场温度到场温度摊铺温度初压温度复压温度终压温度ＩＩＩＩＩＩ均值１７７１１１３６．２１１１．６＾＾＾最小值＼１６１３４１的＾＾一最大值１７９１７１１６５１５３１３８１１４５６n第五章渐青路面施工质量变异性研究１２．３３６２．３６２标准偏差１．巧１．１０８２．１９３￣Ｉ００．０１５７０．０１１６０．０２１１裝穿系数．００卵０．００６５０．０１３４－５１４进行直观分析。对Ｗ上各阶段温度变异系数进行汇总，制成图００巧．「－０．０２＿ｎ００１５－＾－■■國巧Ｉ酬。按。。：ＪＭＪ［ｆＩｉ．ｌｌ．；出厂沮度到场温度摊賴温度初压温度复压温度终压温度阶段名称图５－１４施工各阶段混合料温度变异系数图，巧从上面图表看出，在送两个标段中青混合料的出厂温度和到场温度的变异系数，，主运输变化不大，分析其原因要是由于送两个阶段的混合料温度值受气湿影响较小一些。距离也大致相等，温度变异性受拌和设备和操作水平的影响更大表中，相差不大在两个不同气温下的变异系数相差不大，反映出拌和厂内的温度控制稳定。而对于混合料摊铺温度与娠压温度，１１月份的变异系数有所増加，这说明了随着施工环境气温的下降。从整体上来看，混合料在摊铺与娠压阶段，摊铺Ｗ及娠压温度的变异性会有所増加，大。下图总温度降低较快，变异系数较大由此可见温度的变异性受到环境条件影响较结了温度控制过程中各阶段的的变异性对比。从图中也可Ｗ直观分析出，１１月份各阶段的温度变异总体均比９月来的大，随着摊铺驅压进行，温度逐渐降低，溫度变异性也逐出场和初压等阶段，渐加大，因此越在施工后期对湿度，终压的温度变异系数明显大于的控制越不能松懈。５．２．３工程中控制温度变异的方法（１）加强运输控制，实测温度运输渐青混合料应当使用较大吨位的运料车，并且需要合理控制运输距离及运输时间，同时采取适当的覆盖保温措施。在巧青路面施工过程中，必须严格考虑溺青混合料的运输距离，尽可能缩短渐青混合料在料车中的的存留时间，并且加强料车混合料覆盖措施，在严格保证其三面覆盖的情况下，尽可能做到四面或是五面覆盖，同时必须做好一洒青混合料运料车的底板与侧板区域保温，在定程度上能有效减小由，通过Ｗ上措施于运输时间造成的洒青混合料温度离析。考虑到此工程中运输时间约为４〇ｍｉｎ，过程中５７n东南大学硕±学位论文５－１热量损失不是很大，对湿度实时控制见图５。ｆ．？强图５－１５施工中技术员实时测温图如图所示，摊铺时混合料棉被覆盖良好，减少了热量损失，并且有多名技术员在检测温度指标。（２）认真做好巧青泡合料配合化设计工作在进行源青混合料配合比设计时，应当充分考虑到巧青混合料后期的温度离析状ＰＷ。况，合理确定出所需的骨料级配Ｗ及最佳彻青用量工程实践表明，渐青混合料的温度离析与骨料颗粒组成Ｗ及含水量密切相关，洒青海合稱的骨料粒径与设汁偏差越大，越容易发生集料自身离析和温度离析现象，本工程正是通过多次对比试验，确定出最佳的目标配合比和生产配合比。（３）确保巧青絕合料的均匀连续拌和进行渐青海合料拌和时，集料是在烘干滚筒当中进行加热的。烘干滚筒装置通过扬料板与炒料板的作用，将加热的集料形成类似于瀑布的料帘，考虑到该加热过程中的连续性，为减小集料的温度离析，在严格控制集料含水量的同时，还需要保证集料在滚筒ＰＷ中加热所形成的料帘具有很好的连续性。（４）合理确定拌和时间和拌合工艺控制满青混合料拌和时间非常重要，若拌和时间过短，巧青混合料的温度分布就会不均匀，直接造成巧青絕合料当中的温度离析与集料离析现象。（５）成品渐青混合料储存时间不宜过长一贬存时间过长也是造成巧青混合料发生离析的大原因。在渐青混合料拌和完成么后，海合料在渐青拌和站的储料仓中存放时间不宜过长，否则，额青混合料的离析现象会加剧，甚至在出现集料离析情况的同时，出现析漏现象。（６）改进卸料方式５８n第五章巧青路面施工质量变异性研究如果对卸料高度和次数控制不当，不仅会造成渐青混合料的集料离析，还会导致混合料的温度离析，并且，至少应，因此料车卸料高度不应过大在整个卸料过程中当进行Ｈ次卸料。（７）加强摊铺管理在巧青混合料摊铺过程当中，应限制收料斗的次数，并合理设置摊铺时渐青泥合料６￣的离度，同时限制其摊铺宽肢摊铺宽度不宜超过７ｍ，在摊铺较宽路面时，采用２台摊铺机按梯型作业的方式进行摊铺。（８）合理的碼压工艺渐青混合料的碼压不均匀会直接造成巧青路面溫度控制出现问题，引起温度离析。据相关调查分析，在整个渐青混合料压实过程中，考虑到压路机的洒水作用，每平方米’．一ＰＵ－渐青路面需要消耗定的热量来蒸发＾１．５ｋｇ常温水。此类碼压方式毫无疑问会加快一？彻青混合料的温度损失速度，这也是渐青泡合料在驅压过程引起温度离析的大原因。因此，当，应该合理组织碼压设备，絕合料摊铺后立即进行碼压采用驅压轮喷水的方式化必须严格控制喷水量此混合料不粘钢轮为限，喷水应成雾状，不得漫流，Ｗ防止混合料降温过快。施工中技术员必须得加强温度检测，压路机的碼压遍数等参数Ｗ及压５－１６所实机械组合也应控制合理，如图示。国獅３图５－１６压实工艺图５．３压实度控制从化学角度而言一，溺青混合料是种复合型材料，它是由渐青胶结料、粗细集料、矿粉及外渗剂组成，未压实之前其质地较松散，压实过后强度即有了很大提高，混合料＇形成抗拉性能较好的粘聚物。在压实过程中，混合料中集料颗粒在压实功作用下，颗粒一在渐青结合料中重新排列，，颗粒间距减小，摩擦力变大孔隙率减小，这种相互作用直持续到混合料中的骨料颗粒在额青当中分布到均匀、密实的程度，每个颗粒上的各个５９n东南大学硕±学位论文接触点上达到内力与外力平衡渐青混合料的压实度控制是湖青路面摊铺的关键环节，同时压实度也是衡量渐青路一。面施工质量的关键性指标之合理的压实度可（＾＾在很大程度上提高额青路面的抗车撤性、耐久性，疲劳性Ｗ及抵抗水损害能力。例如，渐青路面面层压实度不足会造成孔隙率过离，从而直接导致了其老化速度加快，出现车澈，泛油等现象，同时这也会导致路面弹性模量过低。因此，渐青路面的压实度控制在窩等级，甚至出现渐青路面失稳危害公路建设中意义重大。５．３．１巧实度控制分析（１）提离渐青路面抗车敬能力实验室对混合料在不同压实度下的动稳定度和车徹进行了详细的车徹试验，发现压实度在之间动稳定度变化幅度大。选用ＳＢＳ改性额青，集料为玄武岩，矿粉－为石灰岩矿粉（根据实际生产拌合情况．９），试验１３，生产配合比用巧青调整为４采用ＳＵＰ－其各项物理指标见表。试验采用ＳＵＰ１３其各项物理指标见表５．１１。表５．＂材科各项物理指标毛体积Ｉ混合稳定雛’密度’吸水丽’ＶＦＡ０空隙率，％类光巧型ｆ严比曲巧％％，／０，％化ＫＮｍｍ率，，３ｇ！ｃｍＳＢＳ改性湖青４．４．９１４占６３．３２５５８０３５．的１５．９７４．９混合料影响车撤板压实度的因素很多，如囉压方法、压实功、驅皮温度、级配类型、混合－■：选用ＳＵＰ料离析程度等，本研究采用Ｗ下试验方法１３改性渐青混合料，按照《公路－工程渐青及渐青混合料试验规程》Ｔ０７０３１９９３，调整压实荷载和娠压次数，先后成型９块车敏板，成型好的车撤板在室内放置２４ｈ后脱模，用表干法测量整块车徹板的毛体积密度，Ｗ马歇尔试件的毛体积密度为准，计算毎块车敬板的压实度，试验结果见表５．１２。表５？。巧实度试验结果车撤板毛体积巧度，Ｉ车输板编号空隙率，％压实度，％，）３ｇ／ｃｍ１２．４３７＾＾２２．４５０８＾＾３２．４５１８．３９５．４６０n第五章痴青路面施工质量变异性研巧４２．４８２ＴＡ＾５２．４９９＾＾６２．５３３＾＾７２＾＾＾８２．５５９４９９．６＾９２．．巧８３７ｍＩ＞－０研究采用２０君１０型车澈化轮胎压力．８＼０３巧走距离为２３〇１１１１１１，速度为４２±１次／ｍｉｎ，试验时间化，试验开始前，将车输板在室溢下自然风干，再将试件在６（ＴＣ。５．１３。的温度下保湿組，然后取出进行车徹试验车溃试验结果见表表Ｓ．１３车实验结果一ｙ压实度编号车澈深Ｉ１６＾２６＾３４＾４３＾—５２．９６３输６２．７１６７２．０４７８１＾＇９ｒ１．４３７根据上表试验数据－。，可得压实度与车澈变形量关系见團５１７所示巧巧巧－脇肪巧图‘Ｓ－ｙ．１２么２４３ｒｎｉ２７．２００９９？２＊Ｒ－０２．９４６６ｙ、ｔ？、＇？＇？＇０Ｉ？巧Ｗ９６９７巧巧ｌＯａ议ｌ压巧ｊｉ／，图５＞ｎ车撤深度与压实度关系图由上图得出，随着混合料压实度降低，额青混合料的动稳定度明显减小，车输变形量相应増大。其拟合方程及相关系数见表５．１４。６１n东南大学硕±学位论文￣－表５．１４压实度车输深度巧合程２嫉系数Ｒ曲线類揪合方程＾２＝－Ｇ励２２２４３Ｘ＋１１２７２ｙ．．。根据回归公式，得出其标准压实度的动稳定度和变形量之间的比值，见表５．１５表５．＂不同压实度下混合料变形量比值压实度，％车澈深度比值＾＾９６＾９７＾＾＾＾＾＾＾由上表中数据，足实度为１００％时，其动稳定度是９７％下２倍Ｗ上，由此可见，在施工过程中控制压实度对路面后期使用寿命是相当重要的。分析施工中压实度的影响因素，有如下几点：（１）巧青混合料的级配的影响在渐青路面施工过程中，对渐青混合料的需求量非常大，大的路面施工工程通常是由多个拌和站协作进行供料。然而，不同地点的拌和站通常是由不同的料场供应其所需的各个粒径集料一，造成不同拌合站的原材料规格和级配存在定差异即使各个渐青拌和站均采用同一工时的各料车中的洒青混种配合化进行配料，然而假如其最终供应施一一合料级配存在定偏差，送种偏差必然会在定程度上导致渐青路面压实度不均匀。部分区域压实度偏低，部分区域压实度过高，沒些问题容易导致渐青路面出现坑洞或者泛油病害。假如石料压碎值偏大、针片状颗粒含量大，石料就比较容易被压碎，集料之间。嵌挤作用显得较差，额青混合料逐渐失去其特有的骨架支撑优势此外，假如骨料级配不稳定，集料相对偏细，该配合比未能及时调整，压路机娠压之后细集料会集中在絕合料表面，由于细集料表面吸附的渐青量较大，胶轮压路机在破压撞揉后就会导致路面出现泛油现象、压实度不满足条件。（２）渐青混合料的温度的影响渐青混合料的温度控制状况对衡青路面压实效果影响很大。送是由于溺青粘度受温度影响比较大，温度髙时，混合料中集料流动性较强，压路机礙压时容易出现错位、隆起等现象。温度低时，混合料中集料流动性较小，造成压实困难，道路平整性不好。因６２n第五章巧青路面施工质量变异性研究此，必须对额青混合料的出场温度、摊铺温度１＾＾及碼皮温度进行合理控制，这对于提高巧青路面的压实度而言是非常重要的。如果石料和巧青结合料加热温度偏低，彻青混合料的出厂温度必然偏低。假如渐青混合料在运输过程当中没有作好相应覆盖保温措施，巧青混合料的温度就会下降过快，在进行混合料摊铺时温度已经达不到要求。在驅压过程中，压路机若无法紧跟破压，已经摊铺好的渐青混合料热量散失就会加快，造成混合ｗｆｌ料温度无法达到破压温度要求，使混合料压实效果控制不好。同时假如骨料在滚筒当中的加热时间过长，考虑到骨料间的碰撞作用，其中的粗集料会有较多破碎，此时的渐一定破坏青混合料骨架就受到，影响额青路面性能。（３）压实厚度的影响渐青混合料的合理摊铺厚度非常关键，该参数受许多因素影响。假如混合料摊铺层厚度过薄（小于４ｃｍ），尽管压路机的压实功完全可Ｗ传递到渐青混合料中，但送时巧青混合料的热量散失也随之变快，混合料中集料颗粒的移动空间受到限制，影响压实效果。假如摊铺层厚度过大（大于７ｃｍ），衡青混合料中温度变化就相对较慢，混合料中集料颗粒虽然移动空间充足，但同时压路机的压实功却无法很好地传递到混合料摊铺层底部，导致混合料压实效果不够，压实度不满足条件。因此，合理确定混合料摊铺层厚度是进行压实度控制的关键环节。（４）碼压工艺的影响当皮路机破压速度较快，作用在额青混合料上面的能量就会相对较小，压实效果必然不太理想。但是，假如压路机驅压速度过慢，后面被压实的规青混合料的温度已经较低，就难Ｗ达到规范要求，导致压实效果不理想。因此，合理的碼压工艺对源青路面压实度控制非常关键。ｗｔｉ巧青路面压实过程可步：分为初压、复压和终压。初压的目的是将渐青泡合料整平，复压的目的是使巧青混合料颗粒之间得到密实和稳定，而且复压应该跟紧初压之后，不能随便停滞。复压是整个压实过程最为关键的步骤。终压的目的是巧来消除压路机碼压轨迹，使路面湿得较为平整，终压也应当在路面复压后及时进行。如果过程中出现压路机碼压步骤不规范，施工人员没有按照试铺所确定的压实方案进行碼压，如压路机漏压或少压，压路机行驶速度过快或过慢等现象，压实度都会控制不足，无法达到规定的压实度，因此，严格控制压实工艺就显得非常关键。（５）压路机型号的影响渐青路面库实过程中较为常用的压路机类型主要有：静力光轮压路机、轮胎压路机和振动式钢轮压路机，在巧。这Ｈ种类型的压路机具有各自不同的特点Ｗ及对应的用途６３n东南大学硕±学位论文青路面施工当中应该根据不同渐青混合料的种类与特性来选择相应的压路机，使其面层压实效果得到保证。皮路机选择是否合适，会直接影响施工工作效率、压实机械费用！ｓＰｉ及压实效果。同时，海合料摊铺机的参数设置也非常重要，假如巧健和振级设置过小，容易造成路面初始压实度偏小。如果洒青摊铺机的摊铺行驶速度过快，压路机就会无法。跟上其进行有效碼压，巧青泥合料的湿度下降偏快，混合料不容易被压实总结工程中提高巧青路面压实度的有效措施，如下：（１）料源在确定海合料料源之前，应当详细调查该石料加工厂的环境背景Ｗ及是否符合石料加工条件，并且在确定料源之后，应派有相应检查经验的试验人员入驻在石料场，对石料场中的原料、加工环境：防尘措施、场地排水、各石料混杂情况等进行检查，对常规指标加强抽检频率。（２）拌和楼堆料场混合料拌和楼的堆解场地必须作好防污染、防雨Ｗ及场地排水等保护措施。装石料时，需要将推±机和装载机进行配合，分层推平，各层均匀。对于输送机输送石料步骤，得注意输送机下料高度，分层推平，，同时石料，将推±机和装载机进行配合各层均匀堆积高度不能过高，有效防止石料离析现象发生不同种类集料之间必须做好隔离措施，严禁相互混杂，否则，溺青混合料级配会受很大影响。通过实地检查项目部后场堆－－。，５巧与图５２０所示料场地，发现其控制较好见图矿…盤Ｉ图５－１８石料堆放图图５＞１９不同粒径石料分开堆放图（３）拌和楼拌料拌和楼拌料情况应与摊铺现场随时保持联系，Ｗ此对现场的供需料状况进行实时监。控，可根据现场情况，实时调整拌合状况并且需要注意装载机装料时严禁其紧贴集料底部，冷料仓的隔离板要有足够的高度，需要配备专人对冷料仓巡视，防止石料发生串仓与堵塞情况。然后除尘布袋应当及时清洗和更换，随时检查拌和楼筛网是否存在破裂６４n第五章巧青路面施工质量变异性研究情况。需要对拌和楼随时进行检查集料的控制情况Ｗ及渐青的加热温度，各尺寸集料的ＳＰ１放料情况。随时进行检查打印记录，在混合料拌和结束后进行对应分析。需要派有经验的专业人员在出料口负责巡视，假如发现有不合格的额青混合料存在，应及时废除。同时需要派专人在拌和楼出料口通过红外线测温仪对此处混合料进行测温，拌和楼布置－如图５２１所示。图５－２０拌合楼示意图图５－２１料车实时测温（４）料车装料料车在装料时应当前后移动，装料的高度不能过高。料车到现场时应有专人进行及。时测温，至少要有五辆料车保持在摊铺机之前，用来保证混合料摊铺的连续性料车在卸料时需要注意连续，缓慢地卸料，料车控制在空档档位，同时摊铺机应紧推并且缓慢行驶前进。图５－２２为施工中专人测温情况。（５）摊铺摊铺机的寶平板拼装要控制紧密。在摊铺前要设置好其摊铺机的各项参数，如摊铺机行驶速度、巧僅Ｗ及振级，要按照试铺段所确定的各项摊铺参数进行混合料摊铺。两台摊铺机时，，其挡板不能过低，必须合理设置摊铺机的螺旋输送器的位置保持螺旋输ＷＩ１送器有足够长度，防止渐青海合料搭接宽度不足。需要配设专口工作人员伊去摊铺机前的杂物及散落的混合料，需要有经验的专人在混合料摊铺后对轻微离析之处进行补撤５－２３。细料，并对其他细微缺陷也进行相应修补，如图所示■ｉ６５n东南大学硕±学位论文扮涕省ＰＯＳＥ通扇＾－ｉｉＨ‘：空Ｂ＾＾ＢｉｎＨＥＰ、賓图５－２２摊铺时人工修补图（６）礙压店路机在进行驅压时需有专人指挥；压路机的娠压步骤也必须按照试铺结果进行，娠压过程不能出现漏压或少压状况，破压的重叠宽度应保持足够，同时也不能过多驅压；压路机的行驶速度不能太快，碼压必须按顺序进行；压路机在不进行碼压时不能停放在ｔｗ尚未冷却的渐青层上面。需要设置合理的压路机技术参数。对于振动压路机，其自重、振幅、振频、驅压速度等因素均会对压实度造成不同程度的影响。设备还需Ｗ合理速度＂＂按髙频、低幅方式进行驅压，Ｗ获得较为良好的压实效果；必须采用正确合理的娠压工艺、使用足够满足要求的压实机械设备，同时，也需要对驅压机械设备进行合理组合，工作合理搭配，做到Ｗ上几点，才能保证压实效果有很好控制。中环快速路高性能额青混凝王Ｓｕ－２０中面层厚６ｃｍ３ｐ度为，溺青用量为４．，生产配一一－工时采用－．０％合比设计空隙率４，施台ＡＢＧ４２３及台ＡＢＧ３２５摊铺机拼幅摊铺，非接触式平衡梁引导的高程控制方式，摊铺机宽度分别为６．５ｍ及４．０ｍ，搭接宽度在２０ｃｍ左右，摊铺时摊铺机前后间距控制在１０ｍ左右。渐青混合料碼压ＳＵＰ－２０巧青栓中面层破压方案初步拟定见表５．１６：６６n第五章挪青路面施工质量变异性研究表５．１６囉压方案碼压速度２．５ｋｍ／ｈ￣一一初压碼压遍数各跟台摊铺机，去静回振遍°°初压结束温度＞１４５Ｃ２驅压速度．５ｋｍ／ｈ＿一二適騷遍数各跟台巧铺机，复压驅压方式去振回振ＸＰ２６０驅压速度４．０ｋｍ／ｈ￣轮胎压路机两台破压遍数各跟一台摊铺机．各五適碼压速度３．０ｋｍ／ｈ终压囉压遍Ｓ二静压二遍°＞终压结束温度１００ｃＩ５．３．２压实度检测与变异分析经钻芯取样的皮实度数据进行统计分析，压实度实测数据如图５－２４５－２５，图与图－５％所示：９９．４ｒ？？－９９．２４？？？？？？９９？？？？？？？？？？９８－？？？？？．８？？？９８－？？？？？？？Ｑ．５一？？？？？？？？－？？？试的．４否？９８－兰．２９８－－９７．８ＩＱ７６ＩＩＩＩＩＩＩ］Ｉ０１０２０３０４０５０６０７０８０９０測点图５．２３上面层皮实度分布图６７n东南大学硕±学位论文１Ｗ「？？？？？？？？？？？？？？９９－Ｗ？４４．巧？？？？？？？？？？？？？？？９９？？？？？＞Ａ＞Ｑ－赛奶．５？？遊孤－９７Ｉ１１？１１＊１？１．５０１０２０３０４０诚诚７０８０９０巧点图Ｍ４中面层压实度分布困１００．５「玉抓－？？？？？？？？？？？？？？９９．５＞？？？？？？？？９９－Ａ？？？？？？？９８－？？翅．５钱《？Ｓ？？？？？送？？？？？９８－９７－．５ＩＩＩ９７ＩｔＩＩＩＩＩ０１０２０孤４０５０閒７０谢卵酒巧图５－２５下面层压实度分布图５？义３压实度变异性分析通过ＳＰＳＳ和ＥＸＣＥＬ软件将中环快速路路标段的压实度数据进行汇总，变异参数如表５．１７所示：表５．１７各层变异参巧表ＳＵＰ２２５下面层ＳＵＰ０中面层ＳＵＰ１３上面层￣￣￣￣Ｉ统计参数马歇尔压最大理论马歇尔皮最大理论马歇尔压最大理论ＩＩＩ实度压实度实度压实度实度压实度样本数１１ｎ６６＾＾平均值９４．０＾＾＾＾＾最大值９９．４＾＾＾＾＾最小值９３．６＾＾＾＾＾标准差０．６０７０．的００．３４６０．３６３０．３３３０．３１３变异系数（％）０．００６１０．００６７０．００３５０．００３８０．００３３０．００３３Ｉ６８n第五巧巧青路面施工质ａ变异性研究％－从上面层压实度分布图可Ｗ看出，压实度测点基本在％．５９９．０％区域内分布，均大于９８％。对比其各个面层的变异情况，变异系数在下面层，中面层和上面层呈现递减趋势一。分析其原因，对于上面层而言，中面居的皮实度已经控制良好，在定程度上保证了上面层的压实度，而越往上面层，其控制措施越为严格，控制结果更为良好。５．４本章小结一章节中厚度控制情况较好一结合前，在定程度上也保证了上面层压实度的控制。尽管从理论上而言，中面层压实效果相对会较差，而从表中可看出同是高性能额青路面，中面层的压实度均值却化下面层要大，分析其原因，这主要是因为中面层采用的是ＳＢＳ改性渐青，对压实温度、压实设备及娠压遍数要求更髙，因此在施工时，对中面层的压实工艺控制就更为严格，压实水平也就更窩，因而其压实度变异系数也相对较小。而对于ＳＭＡ１３上面层而言，由于其压实层较薄，并且压实时主要采用振动皮路机碼压，因此上面层空隙率较小，压实度变异系数较小，压实度亦较大。总体而言，上面层，中。面层和上面层的库实度都比较均匀，效果良好６９n东南大学硕±学位论文第六章总结与展望近年来，，国内外许多研究者者对渐青路面施工质量控制作了深入的研究本文重点重点放在施工Ｈ大指标和桥面防水层研究。特别是桥面防水层配合比设计时各个参数之间的协调。在该背景之下，本文Ｗ中环快速路工程作为研究对象，针对路面施工过程中产生的问题和高架标段出现的防水层撒铺质量状况，借助于计算机软件及理论模型研工Ｈ大指标控制Ｗ及防水层配合比进行了一究，对施定的研究。６．１，总结（１）通过与美国ＭＳ町０设计方法的对比，选取出适合当地气候条件的设计方法，设计出效果更好的路面结构。根据中环快速路的检测数据，可Ｗ计算出各个路段的锦创和加铺厚度。发现上面层和中面层的损坏比较严重，多数下面层下部的整体状况良好，基本上可Ｗ认为计算所得的旧路面有效厚度值基本集中在路面下面层的下部。在对旧路路面加铺前进行锭创时，本文紧密结合路面有效厚度值，得出源青路面加铺层设汁方案，一做到旧路加铺工程经济性和合理性的统。（２）对比马歇尔设计法和Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计法，通过结合路面路用性能的相关试验，最终得到更加符合路面实际使用性能的一种更加科学的新型溺青海合料设计方法。根据Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料设计法进行设计的漏合料各项性能均较为优越，满足设计规范要求，在本工程中也选取了Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计法进行设计。本文在特殊路段添加抗车澈剂设计时，通过不同抗车橄剂性能对比分析，选取各项性能较优的路孚８０００，其最佳巧青用量为４．２％，抗车澈剂惨量为巧青混合料质量的０．２％，该化例下混合料抗车撤效果良好。，将软件模型与数学模型相结合（３）针对实际工程中的施工问题，得出较为合适一，定的指导。从总体上而言的桥面铺装防水层配合比设计对施工设计作出，模拟法和计算所给出的参考值差别不大，考虑到碎石参考粒径本身为估计值，且在实际施工时碎一个粒径范围内进行一石选择也是在，不可能做到均尺寸，所Ｗ结果给出的参考粒径基８￣￣本在１２ｍｍ之间，挂也与施工中实际使用的碎石尺寸５１０ｍｍ相吻合，符合工程实际。在实际施工时给出撒铺率和渐青用量的情况下一，此结果可Ｗ对进行粒径选择做出定的建议。（４）本文结合工程实际，选出渐青路面施工质量控制的王个具有代表性的指标：厚度，温度度和压实度进行控制与分析，最后给出相关施工控制建议。尽管从理论上而言，中面层压实效果相对会较差，而从分析结果可看出同是高性能渐青路面，中面层的７０n第六章总结与展望库实度均值却比下面层要大，分析其原因，这主要是因为中面层采用的是ＳＢＳ改性彻青，对压实温度、压实设备Ｗ及娠压遍数要求更高，因此在施工时，对中面层的压实工艺控制就更为严格，压实水平也就更高，因而其压实度变异系数也相对较小。而对于ＳＭＡ１３上面层而言，由于其压实层较薄，并且压实时主要采用振动压路机破压，因此上面层空隙率较小，压实度变异系数较小，皮实度亦较大。总体而言，施工中的质量控制对压实度非常重要。６．２展望一渐青路面施工质量控制是个过程较长并且较为复杂的过程，要准确无误地控制施工指标是非常困难的。尽管，本文对渐青路面Ｈ大指标控制与桥面防水层设计作了较为深入的研究，克服了部分施工问题，但在施工过程分析中仍有许多问题需要更深入、更广泛的研究：一（１）进步完善不同地区，特别是气候条件恶劣地区的路面结构层设计方法。一（２）巧青混合料的配合比设计时试验与混合料路用性能应进步结合紧密，两者直接结合应更为紧密。（３）桥面防水层配合比设计与地区温度等要素相关，后续研究还需结合各个气候分区，建立更为完善的配合比设计体系，为施工作出更好的指导。（４）渐青路面施工过程中温度离析现象还需更为深入的研究，深入分析各个指标之间的内在联系，结合微观研究分析，对施工指标控制进行精简，建立更为有效的施工质量控制体系。７１nｍ致谢。在短暂的ｓ年即将结束之际，回头想我这两年的研究生生涯，不禁感慨万千首先我必须感谢我的研究生导师赵永利教授，如果没有赵老师的语语教导和耐也的教诲，我。不可能顺利的完成研究生生涯的科研与实践任务在这两年里，赵老师渊博的专业知识、严谨的科研态度Ｗ及诚恳的待人风格给了我非常深刻的印象。这些优良品德值得我学习一生。在此，我再次向赵老师致Ｗ最崇髙的敬意及谢意。感谢我的校外导师钱文华经理，在我的专业实践过程中给了我许多技术和为人处事方面的指导，钱经理为人亲切和善，对施工技术管理的高要求给我留下了深刻印象，通过半年的实习，我从钱经理身上学到了许多，在此，我向钱经理致Ｗ最崇高的谢意。一感谢廖公云老师，在我使用Ａｂａｑｕｓ模拟期间，廖老师耐也给我解答了些问题，使我受益颇深。，在此，我向廖老师致Ｗ最崇高的谢意感谢朱巧老师耐也指导我进行Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ海合料配合比设计，使我对混合料设升有了系统的了解，也学习了科研严谨的精神。感谢我的父母，多年来在我的身后默默无闻的支持着我的学习与生活，你们的支持和鼓励是我今后生活中最强大的动力。是你们养育了我，锻炼了我，让我养成了诚恳、勤奋、善良、正直的品质，这些品质我会受益终生。我会永远将这份弄弄的亲情记在也中，让他们鼓励我接受和正视未来工作和生活中的困难与挫折。其次，感谢苏州研究生院周梧等老师给我的学习和生活上的帮助，交通学院办公室潘国锋，李天明等老师给我耐也解答论文流程的相关问風感谢王斌，吴吴等同学在我完成论文期间给了我极大的帮助，感谢余子秋，张鸿望，万路康等朋友给我精神上的鼓励、、朋友！，最后，特致此Ｗ感谢在我成长道路上曾关也、支持帮助过我的家人、师长鲁斌２０１５年９月７２n参考文献参考文献ｔｒ－ｔｃ－．ｉｎＨｔＭｉｘＡｓｈａｌｔＰａｖｅｍｅｎｔ．ｔ口．ＳｏｕＧａｒｄｉｎｅｒ￡？Ｒ＊ＢｒｏｗｒｉｊｅＳｅｒｅａｔｉｏｎｏｓＲｅｏｒ］Ｍｐ，ｇｇｐｐ４４１．Ｗａｓｈｉｎｔｏｉ．Ｃ．：ＮａｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍＰｒｅｓｓ２０００Ｊ．ＤｏｎＢｒｏｃｋ．ＴｅｍｅｒａｔｕｒｅＳｅｒｅａｔｉｏｎ，ｉＤｇｊｙ，脚ｐｇｇｔ－ｉ－ＨｏｍｘｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳＰＲＩＮＧ．２０００：１２１５ＴａｓｈｍａｉｉＬ．Ｅ．ＭａｓａｄＢ．ＰｅｔｅｒｓｏｎｅｔｃＩｎｔｅｒｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎａｌｓｉｓｏｆ犯ｈａｌｔｍｉｘｅｓ化ｉｍｒｏｖｅｔｈｅ口】，，ｓ，ｙｐｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｅｒａｖｅｒａｔｏｒｃｏｍａｃｔｉｏ打化ｆｉｅｌｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡＡＰＴＶｏｌｅ．７０．ｐｐ，ｇｙｙｐｕ－口ＪｕｎｘｉａＲｏｍｅｒｏＰ．ＡｎａｌｓｉｓｏｆＭｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅＭｏｄｅｌｓ化ＥｖａｌｕａｔｅＳｅｒｅａｔｉｏｎｉｎＨｏｔＭｉｘＡｓｈａｌｔ］Ｗ＾ｙｇｇｐＰａｖｅｍｅｎｔｓＪ．Ｔｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏ打ＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｃｏｒｄＴＲＢＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｕｎ吼Ｗａｓｈｉｎｔ（瓜口．Ｃ（）ｐｓ，ｇ２００４．－４Ｇａｒｄｉ－Ｓｅｒｅａｔｉｏｎｉｎｈｏｔｍｉｘａｓｈａｌｔａｖｅｍｅｎｔｓ．ＷａｓｈｉｎｔｏｎＤＣＮａｔｉｏｎａｌ［］ｎｅｒＭＳ在ＢｒｏｗｎＥＲｐ：ｇｇｐｇ＾ＣｏｏｅｒａｔｉｖｅＨｉｈｗａＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｒａｍＲｅｏｒｔ２０００．ｐｇｙｇｐ，－口ｕｎｅｒＭＨＢｒｏｗｎＥＲ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｒｅｂｅａｔｉｎａｎｄｃｏｍａｃｔｉｏｎｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｏｎｈｏｔｍｉｘａｓｈａｌｔ．］Ｈ，ｇｐｐｐｖｏｔ－ｌｕｍｅｔｒｉｅｓ．ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｓｐｈａｌｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｏｒＮｏ．０１０４２００１．ｐ，６ＪａａｎＭ．Ｇｕｄｉｍｅｔｔ咕ｅｔ沁ＷｏｒｋａｂｉｌｉｔｏｆｈｏｔｍｉｘａｓｐｈａｌｔＲ．ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｓｈａｌｔＴｅｃｈｎｏｌｏ［［］ｇｙ］ｐｇｙ－ｒｅｏｒｔＮｏ．０３０３２００３．ｐ，７ＷｅｓｔＲＣ．Ｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｒｑ）ｉｄＣｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＨＭＡｒｏｅｒｔｉｅｓｄｕｒｉｎ［］ｐＱｐｐｐｇｒｏｄｕｃｔｉｏｎ－ｐ．ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｓｐｈａｌｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｏｒｔＮｏ．ＯＳ０１，２００５．阳ｐ；脚ＬＭｕｒａｌｉＫｒｉｓｈｎａｎ＾Ｃ．ＬａｋｓｈｍａｕａＲａｏ．Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｂｌｅｅｄｉｎｇｏｆａｓｐｈａｌｔｃｏｎｃｒｅｔｅｕｓｉｎｇｍｉｘｔｕｒｅ－ｔｈｅｏｒｙＪ，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｉｎｅｅｒｍＳｃｉｅｎｃｅ２００１，３９６：６１１６２７．［］ｇｇ（）９ＦｒｉｔｈＧ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ－ｓｃＰａｉｒｅｒＥ．Ｄｎａｍｉｃｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆ泣ｂｉｔｕｍｅｎｓｉｌｉｃ泣ｃｏｍｏｓｉｔｅ：ＬＲｅｈｔｉｏｎｗｉｔｈ［］ｙｐｙｐｐｐ－ｆ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