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绪论1

0.1 历史背景1

0.2 国内外概况2

第一篇 长寿命HMAC路面材料与结构特性11

第1章 原材料基本性质11

1.1 沥青11

1.2 集料11

1.2.1 粗集料11

1.2.2 细集料12

1.2.3 矿粉12

1.3 岩沥青12

1.4 外加剂14

第2章 高模量沥青碎石专用外加剂15

2.1 HMAC概况及外加剂种类的选择15

2.1.1 HMAC概况15

2.1.2 制备方法及外加剂种类16

2.1.3 高模量外加剂开发方向选择19

2.2 岩沥青的化学组分与微观分析19

2.2.1 岩沥青四组分试验19

2.2.2 岩沥青元素组成分析20

2.2.3 岩沥青红外光谱分析21

2.3 改性沥青试验与性能指标研究22

2.3.1 正交试验法确定最佳生产工艺23

2.3.2 外加剂配方研究24

2.3.3 外加剂最佳掺量确定27

2.3.4 沥青性能试验结果与分析28

第3章 HMAC配合比设计34

3.1 集料级配34

3.1.1 集料的最大粒径34

3.1.2 集料的级配选择34

3.2 配合比设计及最佳油石比确定35

第4章 HMAC路用性能37

4.1 马歇尔稳定度37

4.2 抗压回弹模量38

4.2.1 试验方法38

4.2.2 试验结果与分析38

4.3 劈裂强度40

4.3.1 试验方法40

4.3.2 试验结果与分析40

4.4 动态模量41

4.4.1 试验方法43

4.4.2 试验结果与分析44

4.5 高温稳定性能47

4.5.1 试验方法47

4.5.2 试验结果与分析47

4.6 水稳定性能48

4.6.1 试验方法49

4.6.2 试验结果与分析49

4.7 抗疲劳性能50

4.7.1 试验方法与理论分析50

4.7.2 试验结果与分析53

4.8 岩沥青再生性能评价54

4.8.1 试验原材料及方法54

4.8.2 针入度评价再生性能54

4.8.3 软化点评价再生性能55

4.8.4 延度评价再生性能56

4.9 低温性能57

4.9.1 试验方法57

4.9.2 试验结果与分析60

第5章 HMAC路面疲劳断裂分析61

5.1 开裂61

5.2 HMAC路面结构应力强度因子计算分析62

5.2.1 路面结构有限元计算模型62

5.2.2 HMAC层内反射裂缝中应力强度因子的变化规律64

5.2.3 上面层内反射裂缝中应力强度因子的变化规律68

5.2.4 静态和动态荷载作用下应力强度因子比较69

5.3 HMAC疲劳断裂参数分析71

5.3.1 沥青混凝土小梁应力强度因子的计算71

5.3.2 沥青混合料疲劳断裂参数的拟合73

5.4 HMAC疲劳寿命预估75

5.4.1 裂缝疲劳扩展寿命计算模型75

5.4.2 HMAC路面疲劳寿命的计算77

5.4.3 疲劳断裂参数对裂缝扩展寿命的影响78

第6章 HMAC路面永久变形分析81

6.1 车辙81

6.1.1 车辙产生机理及影响因素82

6.1.2 沥青路面车辙的控制指标和标准84

6.1.3 沥青路面车辙预估87

6.2 路面结构计算模型的建立90

6.3 路面材料设计参数的确定93

6.3.1 沥青混合料参数93

6.3.2 HMAC蠕变试验95

6.3.3 基层及土基材料参数99

6.3.4 不同材料路面层的永久变形99

6.4 不同轴载作用下的永久变形102

6.5 不同行车速度下的永久变形102

6.6 高模量沥青路面永久变形限值103

6.7 不同路面结构类型的性能分析104

6.7.1 路面结构参数104

6.7.2 车辙变形量预估105

6.7.3 疲劳寿命预估105

第二篇 HMAC级配碎石基层材料与结构特性109

第7章 级配碎石基层材料级配109

7.1 级配碎石109

7.2 材料的物理技术指标109

7.2.1 材料类型的选取109

7.2.2 材料强度109

7.2.3 集料形状、构造109

7.2.4 含水量109

7.2.5 含泥量110

7.2.6 液限、塑限指数110

7.3 影响级配碎石材料性能因素分析110

7.3.1 抗压强度110

7.3.2 剪切强度110

7.3.3 永久变形111

7.3.4 体积耐久性和稳定性111

7.3.5 级配碎石和级配砾石之间的性能差异111

7.4 级配碎石力学指标111

7.4.1 摩尔-库仑破坏准则111

7.4.2 力学指标112

7.5 级配碎石级配及其范围113

7.5.1 级配类型分析113

7.5.2 成型方法113

7.5.3 级配碎石级配设计原则113

7.5.4 规范规定级配碎石级配113

7.5.5 基于填充嵌挤的级配设计114

7.6 试验结果及分析117

7.6.1 原材料技术性质117

7.6.2 一级填充试验117

7.6.3 二级及进一步填充试验119

7.6.4 粗、细集料级配合成125

7.7 级配碎石的力学性能试验126

7.7.1 不同成型方式下最佳含水量和最大干密度127

7.7.2 成型方式对混合料CBR的影响127

7.7.3 不同级配对混合料车辙的影响128

第8章 级配碎石动态三轴试验研究130

8.1 成型试件130

8.2 试验方法131

8.3 回弹模量试验数据计算处理133

8.3.1 回弹模量的计算133

8.3.2 第一应力不变量的计算134

8.3.3 回弹模量与各应力和加载次数的关系134

8.4 级配碎石回弹模量影响因素分析135

8.4.1 偏应力及围压对回弹模量的影响135

8.4.2 回弹模量与第一应力不变量的关系136

8.4.3 级配对回弹模量的影响138

8.4.4 回弹模量与加载次数的关系139

8.4.5 含水量对回弹模量的影响139

8.5 级配碎石永久变形试验结果及分析140

8.5.1 应力对级配碎石粒料永久变形的影响141

8.5.2 含水量对级配碎石粒料永久变形的影响142

8.5.3 级配类型对级配碎石粒料永久变形的影响143

第9章 级配碎石粒料层永久变形145

9.1 松散粒料层永久变形预估模型145

9.2 松散粒料层永久变形预估模型的评价148

9.3 松散粒料层永久变形预估模型的选择149

9.4 级配碎石粒料层永久变形预估模型的建立149

9.4.1 永久变形试验结果分析与处理149

9.4.2 非线性最小二乘法的应用149

9.4.3 永久变形曲线的多参数非线性拟合步骤151

9.4.4 永久变形曲线的多参数分析拟合151

9.4.5 永久变形曲线的分析与拟合结果152

9.4.6 永久变形预估结果的可靠性分析158

9.5 级配碎石粒料层永久变形计算158

9.5.1 粒料层永久变形计算方法158

9.5.2 建立粒料层永久变形模型预估公式159

9.5.3 粒料层永久变形量预估结果160

9.5.4 粒料层永久变形量计算回归公式163

9.6 级配碎石粒料层永久变形预估模型的修正164

第10章 级配碎石基层结构受力分析166

10.1 路面结构166

10.1.1 计算理念166

10.1.2 计算模型168

10.1.3 结构参数168

10.2 高模量沥青路面结构受力分析169

10.2.1 各结构层受力分析169

10.2.2 结构层影响因素灰关联分析173

10.3 路面结构参数对级配碎石层回弹模量的影响175

第三篇 HMAC级配碎石路面设计与应用技术181

第11章 HMAC路面面层铺筑及性能检测181

11.1 国内HMAC路面的铺筑与性能检测181

11.1.1 菏关高速公路新建工程181

11.1.2 乐宜高速公路新建工程181

11.2 国外HMAC路面的铺筑与性能检测182

第12章 HMAC路面施工工艺控制187

12.1 材料187

12.1.1 沥青187

12.1.2 集料188

12.1.3 外加剂189

12.2 集料的生产与储存189

12.3 配合比设计191

12.4 施工机械与质量检测仪器的准备193

12.5 交通运输195

12.6 下卧层准备195

12.7 水准点布设196

12.8 试验段铺筑196

12.9 最终施工工艺的确定196

12.10 正式施工197

12.11 混合料的拌制197

12.12 混合料的运输200

12.13 混合料的摊铺202

12.14 混合料的压实成型203

12.15 施工缝的处理204

12.16 施工质量管理204

第13章 级配碎石基层施工工艺及性能检测207

13.1 试验路工程207

13.1.1 工程简介207

13.1.2 试验路工程设计207

13.2 施工前准备工作208

13.2.1 原材料208

13.2.2 压实机械的选择209

13.2.3 配料流程210

13.2.4 级配碎石的运输210

13.3 施工工艺试验211

13.3.1 级配碎石闷料时间的确定211

13.3.2 级配类型的选择212

13.3.3 碾压施工工艺确定212

13.3.4 松铺系数的测定213

13.4 级配碎石施工工艺214

13.4.1 级配碎石的摊铺215

13.4.2 级配碎石的碾压216

13.5 成型后的管理218

13.6 质量检测219

第14章 HMAC路面结构设计220

14.1 现有设计方法的局限性220

14.1.1 国内沥青路面设计方法220

14.1.2 法国沥青路面设计方法224

14.2 HMAC路面主要破坏类型228

14.2.1 疲劳开裂228

14.2.2 车辙229

14.3 HMAC路面设计指标229

14.3.1 设计指标229

14.3.2 验算指标230

14.4 结构层组合设计230

14.4.1 沥青上面层230

14.4.2 HMAC层230

14.4.3 基层232

14.4.4 底基层232

14.5 设计步骤233

14.6 设计示例234

14.7 HMAC路面适用条件237

第15章 设计实例——埃塞俄比亚AA高速公路240

15.1 项目简介240

15.1.1 项目概况240

15.1.2 路面设计及施工所采用的技术规范240

15.1.3 路面结构类型240

15.1.4 紧急停靠带242

15.1.5 中央分隔带及开口242

15.2 沥青路面242

15.2.1 主线路面242

15.2.2 起点连接线及互通立交匝道路面248

15.2.3 其他道路的路面结构248

15.2.4 路缘石250

15.3 水泥混凝土路面结构250

15.3.1 收费站路面结构250

15.3.2 路面各结构层的主要技术指标要求251

15.3.3 路面结构层材料要求251

15.3.4 路面结构层级配252

15.3.5 水泥混凝土路面接缝253

15.4 路面排水253

15.4.1 一般路段路面排水254

15.4.2 超高路段路面排水254

15.4.3 中央分隔带排水254

15.5 路面施工注意事项254

15.6 中央分隔带绿化设计255

15.6.1 中央分隔带绿化设计说明255

15.6.2 施工要求256

15.6.3 养护管理256

15.7 技术特点及经济性分析257

15.7.1 概述257

15.7.2 高模量沥青稳定碎石基层的经济性分析259

15.7.3 高模量沥青碎石路面综合性分析261

参考文献264

编后记267