本科毕业论文——沥青路面的设计.doc

前 言 改革开放以来，随着国民经济的飞速发展，经济实力的不断提高，我国公路建设尤其是高速公路建设发展迅猛，公路总里程已接近200万公里，高速公路约四万余公里，但同时，随着交通量的不断增大以及车辆行驶的渠化，高速公路沥青路面的车辙破坏现象却十分严重，这种破坏直接导致沥青路面的使用质量和使用寿命的下降，从而增加了路面的养护费用，增大公路建设的费用，而作为经济命脉，又不能容许屡次修复，甚至中断交通大修，因此，提高高速公路沥青路面的抗车辙能力的研究就十分必要，也非常迫切。本次课程设计就是在这种形势下研究高速公路沥青路面的抗车辙性能。 提高高速公路沥青路面的抗车辙能力，可以从路面结构设计，矿料的级配设计，矿料的改性方法，沥青的改性方法，沥青混合料的设计方法，试验方法，检测手段，以及评价指标等多方面进行研究，以保证和提高沥青路面具有较高的高温稳定性，抗车辙能力，抗疲劳能力，抗滑能力，低温抗裂性，水稳定性等综合性能，以达到提高沥青路面的耐久性能，降低公路工程造价的目的。 当前沥青路面设计方法主要分为两类：一类是以经验、半经验或试验为依据的经验法；一类是以力学分析为基础，综合考虑环境、交通条件及材料特性为依据的理论法。本设计中主要依据第一类方法。目前高等级公路的沥青混合料组成设计国内外以马歇尔试验为主，并通过车辙试验和残留稳定度试验进行辅助性检验。 本设计中在提高沥青路面抗车辙性能的研究主要从路面结构设计、材料组成和矿料级配的设计方面入手，研究和探讨沥青混合料的稳定结构，从而达到提高沥青混合料的抗车辙能力性能和综合使用性能的目的。 在本次设计中，主要设计过程如下：首先是沥青路面结构设计，根据使用要求、交通资料及自然条件确定合理的路面结构及结构厚度。然后是进行沥青混合料的组成设计：一是确定合适的沥青混合料类型及级配范围，二是选择合适的材料并进行相关的性能检测，三是通过矿质混合料配合比设计设计出良好的级配，四是通过马歇尔试验确定最佳沥青用量并进行配合比设计检验，最后根据整个过程及试验结果分析影响高速公路抗车辙能力的因素及提高的措施，从而得出研究的结论。 本次设计过程中不仅培养了自己分析问题，解决问题的能力，形成了严谨认真负责的态度，而且加强了创新意识和科研意识，以及同学之间的团结协作，真正做到了用理论指导实践，用实践验证理论，为自己将来走向工作岗位打下了坚实的基础，达到了毕业设计的目的。 本项课题研究目前在国内研究较多，具有重要的意义。希望本课题的研究能给路面研究领域带来一点突破，给沥青路面性能改善尤其是抗车辙能力的提高和施工技术的革新做出一点贡献。 1．沥青路面结构组合设计 我国新建公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标。 1． 1 轴载分析 1．1．1交通组成 2003年统计，年平均昼夜交通量见下表： 表1．1 年平均昼夜交通量记表表 车型 载重/KN 自重/KN 前轴重/KN 后轴1 后轴2 后轴3 交通量 次/日 红岩C030290 180.0 120.0 62.0 119.0 119.0 —— 200（338） 南阳NY151JC 80.0 75.6 51.0 104.6 —— —— 150（253） 解放SP9200 200.0 114.6 31.3 78.0 78.0 78.0 200（338） 贝利埃GCH6*6 100.0 158.0 73.0 92.5 92.5 —— 120（203） 尤尼克2766 170.0 90.0 67.0 102.5 102.5 102.5 80（135） 注：上表中交通量一栏括号中的数据为分别换算成2007年的年平均昼夜交通量。 设计计算年限的起算年为2007年，2010年以前，交通量增长预计较高，按交通量年增长率为14%，以后按8%考虑。 1．1．2 轴载计算 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。 (1) 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。 1)轴载换算 轴载换算采用如下计算公式： = （1.1） 式中：N—标准轴载的当量轴次(次/日) Ni—被换算车型的各级轴载作用次数(次/日) P—标准轴载(kN) Pi—被换算车型的各级轴载(kN) C1—轴数系数 C2—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38； 当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴载计算，此时轴数系数为m； 当轴间距小于3m时，轴数系数按下式计算。 C1=1+1.2(m－1) （1.2） 计算结果如表1．2所示： 表1．2 2005年轴载换算结果表（弯沉） 车型 Pi/KN C1