張起森-永久性路面結(jié)構(gòu)與材料性能(存儲(chǔ)版)
【正文】 ?基礎(chǔ)（高強(qiáng)、穩(wěn)定和堅(jiān)固 ） ?穩(wěn)定 ?將使用期間的季節(jié)性變化和體積變化降低到最小 ?下面層加強(qiáng)抗疲勞性能 ?上面層加強(qiáng)抗車轍性能 設(shè)計(jì)理念 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 永久性瀝青路面在使用過(guò)程中，為保持其良好的性能和使用壽命，必須定期檢測(cè)，當(dāng)自下而上的疲勞開(kāi)裂、溫度開(kāi)裂、車轍等病害達(dá)到預(yù)定深度時(shí) (即達(dá)到磨耗層深度 )，就必須采取罩面等措施。 ?歐洲使用情況簡(jiǎn)介 ?美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介 ?中國(guó)山東濱州永久性路面試驗(yàn)路 各地永久性路面狀況 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 歐洲使用情況簡(jiǎn)介 ? 1977年 德國(guó) A5高速公路 Frankfurter Kreuz采用的結(jié)構(gòu)是 37mm澆注瀝青砼面層 +200mm瀝青砼基層+150mm穩(wěn)定底基層。1963年修建，原結(jié)構(gòu)為 3inHMA面層 +7in基層 +8in密級(jí)配的級(jí)配碎石 +10in級(jí)配砂礫底基層，路基為粉質(zhì)砂土。使用到現(xiàn)在為止分別在 1967年、 1990年進(jìn)行了表面修補(bǔ)?？偤穸葹?16in（ ），沒(méi)有發(fā)現(xiàn)自下而上的疲勞開(kāi)裂， 4年的觀測(cè)表明，路面車轍正常，為 1/8in。 ? 試驗(yàn)路（離黃河只有幾公里） 2021年 6月開(kāi)始施工， 9月通車。WesTrack 187。該路中有三種路面結(jié)構(gòu)：柔性結(jié)構(gòu)、 CTB基層（水泥穩(wěn)定基層）瀝青路面和 PCC路面，依次占里程百分比為 47％、 33％和 20％。該工程 1994年完工， 2021年調(diào)查時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何開(kāi)裂、車轍，預(yù)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠使用 40年以上。 ? 再如 法國(guó) Stered高速，結(jié)構(gòu)為 70mm瀝青砼+60mm瀝青穩(wěn)定砂礫 +100～ 350mm水泥穩(wěn)定砂礫+150mm砂層 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 歐洲使用情況簡(jiǎn)介 ? 意大利 的 Del Sole高速，結(jié)構(gòu)為 30mm中粒式瀝青砼 +70mm粗粒式瀝青砼 +150mm瀝青碎石+360mm級(jí)配砂礫 +300～ 400mm砂層 ? 奧地利 Brenner高速，結(jié)構(gòu)為 27mm細(xì)粒式瀝青砼 +30mm中粒式瀝青砼 +45mm粗粒式瀝青砼+140mm瀝青碎石（密級(jí)配） +160mm瀝青碎石（開(kāi)級(jí)配） +300mm防凍層 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介 ? New Jersey ? New Jersey運(yùn)輸部對(duì) I287州際道路的路面損害情況進(jìn)行調(diào)查。 ? 設(shè)計(jì)壽命 50年以上 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 瀝青混合料中間層 ? 混合料類型 ? 考慮選擇骨架密實(shí)型級(jí)配混合料和高溫穩(wěn)定性好的瀝青結(jié)合料 ? 性能檢測(cè) ? 性能試驗(yàn)（抗水損、高溫 車轍 、耐久性等） 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) ?路面厚度減少層底拉應(yīng)變 ?厚瀝青層路面 = 低應(yīng)變 ?應(yīng)變低于疲勞極限 = 壽命不確定 壓應(yīng)變 拉應(yīng)變 應(yīng)變 疲勞壽命 不確定壽命 瀝青混合料基層 (資料來(lái)源： APA) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 瀝青混合料基層 ? 厚度 75－ 100mm ? 受力特點(diǎn) ? 主要抵抗由于行車荷載反復(fù)作用造成的彎拉應(yīng)力引起的疲勞開(kāi)裂 ? 要求 ? 提供傳荷和承重性能，應(yīng)具有良好的穩(wěn)定、疲勞性能。對(duì)于永久性瀝青路面而言，這點(diǎn)非常關(guān)鍵，它保證了將病害限制在表層 ，且盡可能減小未來(lái)罩面的附加厚度 （重鋪厚度必須盡可能采用原厚度 ） 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 要應(yīng)避免以下現(xiàn)象發(fā)生 重復(fù)彎曲 導(dǎo)致疲勞開(kāi)裂 重復(fù) 變形 導(dǎo)致 車轍 HMA 基層 路基 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 永久性路面優(yōu)點(diǎn) ? 瀝青路面壽命可達(dá) 50年 ? 路面平整，噪音低，摩擦系數(shù)高 ? 成本效益高 ? 路面的養(yǎng)護(hù)維修僅限于面層 ? 瀝青面層可再循環(huán) ? 減少疲勞開(kāi)裂和車轍損壞 ? 最大限度地減少自然資源的使用 ? 采用力學(xué)方法進(jìn)行路面設(shè)計(jì)，綜合考慮疲勞開(kāi)裂、車轍和溫度開(kāi)裂 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 使用時(shí)間 總費(fèi)用 傳統(tǒng)路面 永久性路面 經(jīng)濟(jì)性能 經(jīng)濟(jì)差 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) 二、 永久性路面設(shè)計(jì)方法 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 張起森 教授 博導(dǎo) ? 設(shè)計(jì)原理 力學(xué)方法 ? 設(shè)計(jì)過(guò)程 類似于其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 選擇控制點(diǎn) 驗(yàn)算控制標(biāo)準(zhǔn) (由下至上設(shè)計(jì) ) 輸入材料
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