东北地区高速公路路面典型结构及路面材料指标-中国交通教育研究会.docVIP

东北地区高速公路 路面典型结构及路面材料指标的研究 报告简本 一、项目研究目的意义 自1989年沈阳至大连高速公路建成通车以来，截至2008年底,东北地区已建成高速公路里程达到4600公里，取得了的显著成绩。在东北地区高速公路取得了显著成绩的同时，也充分暴露了一些问题。 一直以来，我国高速公路设计与施工中遵循的是涵盖全国的规范和标准，路面典型结构大多是采用高速公路建设初期确定的典型结构，路面结构型式过于单一。辽宁、吉林、黑龙江三省属季节性冰冻地区，特殊的气候条件使东北地区的沥青路面在使用过程中出现的早期病害除具有其它地区的共性外，还具有冰冻地区的特殊性，如高温车辙、低温开裂及冻胀翻浆等现象。这些病害的产生不仅严重降低了高速公路的使用性能，而且对国家投资造成了巨额浪费。 东北地区是我国传统的重工业基地，在全国经济发展中占有重要地位。而随着振兴东北地区老工业基地的快速发展必将产生大量的交通运输需求，需要继续加快基础设施建设。所以，如何适应环境的变化，结合东北地区自然环境、气候条件、交通荷载和使用要求等实际情况，积极开展沥青路面典型结构设计的研究，通过对半刚性基层沥青路面的再认识和对柔性基层沥青路面的研究，有效地利用已有的成果和经验，提高路面结构设计质量、防止高速公路沥青路面出现早期破坏，延长路面的使用寿命、节约公路养护费用，对推动东北地区经济的发展具有重要的意义。 二、国内外技术现状 国外路面典型结构研究已有一定的基础，美国、法国、德国早在七十年代就提出了典型结构，随后，比利时、奥地利、南非、印度等国相继对典型结构做了大量的研究。近年来，许多国家针对当地具体情况，提出许多适应于当地的典型结构设计方法及沥青路面典型结构，避免了设计中繁琐的计算，为路面设计向定型化方向发展准备了条件。现在，国外已开始研究永久性路面，且已经在重交通道路上应用，在延长沥青路面使用寿命方面获得了极大成功，使沥青路面寿命可达40年～50年以上。 国内路面典型结构研究工作开展得比较晚，但近二十来年我国公路研究工作者在这方面做了大量的工作。上世纪八十年代初期，我国许多地区和部门开展了路面结构优化方法的研究和探索，提出了高等级公路合理结构、合理厚度的概念。八十年代末期，一些省、市开始了典型结构的研究，如湖南在国内首次提出了较为系统的在不同交通量、不同土基强度下的半刚性路面典型结构组合标准推荐表。“八五”重点科技攻关项目“高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究”提出了适合于我国高等级公路半刚性基层沥青路面的设计原则和设计方法。九十年代中、后期开始，河南、湖北、陕西等省、市、自治区结合本地区实际情况提出适合本地区的路面典型结构，为全国各地区制定路面典型结构图库奠定了坚实的基础。 迄今为止，还未有适合东北寒冷地区高速公路典型结构的相关成果报导，因此，如何考虑气候条件、交通荷载等因素的影响，把路面结构设计与各地的实际经验有效地结合起来，提出适合东北地区气候特点的典型结构设计还需要做更进一步的研究工作。 三、项目研究内容及技术路线 1、研究内容 （1）高速公路沥青路面使用性能调查研究 ①对东北地区高速公路沥青路面出现早期病害的典型路段进行调查研究，并结合交通荷载资料进行原因分析； ②对高速公路中出现冻胀、翻浆和开裂较严重路段的路基水文地质情况、半刚性基层使用状况进行调查； ③对高速公路中运营7-8年以上，使用性能良好的沥青路面路段进行工程地质、施工工艺、路面材料指标调查，分析原因并提出半刚性基层沥青路面的适用条件； ④对国外一些气候和纬度与东北地区相近的高速公路沥青路面结构进行调研、咨询。 （2）东北地区柔性基层沥青路面试验路段使用性能调查研究 对近几年在东北地区高速公路、一级公路上修筑的柔性基层沥青路面进行使用性能调查，确定柔性基层沥青路面的适用性和相应材料指标。 （3）东北地区高速公路沥青路面典型结构的研究 ①根据东北地区的气候特点，并借鉴国外的典型结构经验，合理确定不同交通荷载下的高速公路沥青路面典型结构； ②结合高速公路冻胀、翻浆路段的病害调查结果及试验路试验结果，验算并确定高速公路沥青路面典型结构组合类型抗冻垫层最小厚度。 （4）典型结构路面相应材料指标的研究 ①兼顾沥青混合料高温稳定性，进行沥青混合料低温抗裂性能及抗疲劳性能的研究； ②半刚性基层材料抗收缩性能、抗冻性能及抗疲劳性能的研究； ③柔性基层材料级配、模量等指标的研究。 2、技术路线 图3-1 项目研究技术路线框图 四、项目的关键技术 本项目的关键技术如下： （1）东北地区高速公路交通量和土基模量的合理确定及划分等级 （2）东北地区高速公路沥青路面不同结构组合的适用条件 （3）东北地区高速公路沥青路面材料路用性能指标研究 （4）不同冻区路面抗冻垫层设计 五、项目的依托工程 项目组以长余高速公路、长珲高