原创《沥青路面摊铺—压实性能方向》：本论文可用于方向论文范文参考下载，方向相关论文写作参考研究。
摘 要：针对如何提高沥青路面使用性能,文章分析了当前国内外沥青路面研究现状,提出了现有研究的不足,并介绍了新的沥青路面性能研究方向,该研究可以充分发挥施工机械性能,有效提高沥青路面摊铺-压实作业各环节工艺水平,延长沥青路面使用寿命.
关键词：沥青路面；使用性能；摊铺；压实
中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）26-0186-02
前言
公路交通是國家经济的命脉,关乎国家战略安全.截至2016年底,我国公路总里程已达460万公里,“五纵七横”12条国道主干线全部建成；高速公路达13万公里.虽然我国公路建设发展迅速、整体水平大幅提高,但因建设工期较短,部分工程出现了质量问题,特别是路面早期局部损坏现象尤为突出,有的路面使用不到一年就出现了车辙、裂缝、龟裂、坑槽和水损坏,形象地称为“前铺后补,前修后坏”[1].
1 国内外研究现状
在加快公路交通建设步伐的同时,如何提高路面使用性能、避免早期局部损坏、延长路面寿命成为公路建设亟待解决的关键问题和技术难点,国内外研究学者从多方面对路面性能质量提高进行了研究.
1.1 路面材料的研究
许多国内外研究学者从材料范畴进行了尝试：Y.S.Doh等分析了荷载作用下沥青路面变形机理,研究了长寿命沥青路面抗疲劳性能,通过采用高模量沥青、合理设计路面结构等措施,提高了长寿命沥青路面质量；F.Xiao等研究了橡胶改性沥青混合料的性能,添加橡胶微粒和添加剂后,沥青混合料流变特性发生变化,增强了沥青路面在冻融作用下的抗破坏能力,从而提高沥青路面的性能.同济大学、东南大学、湖南大学、北京交通大学、吉林大学、长安大学、交通运输部公路科学研究院等院校和研究院在路面材料、路基路面结构设计等方面也开展了广泛的研究[2].
1.2 压实技术的研究
沥青路面性能不但受沥青混合料的影响,还和施工质量密切相关.在沥青路面施工中,压实质量不高,往往是造成路面过早破坏的主要原因之一.如果能在沥青混合料等研究成果基础上提高压实质量,则可进一步提高沥青路面性能、延长沥青路面寿命.公路施工实践证明,通过高效压实使沥青路面达到要求的压实度,可以减少甚至避免沥青路面在行车载荷作用下早期破坏,增强抗永久变形能力,延长路面使用寿命.G.W.White等分析了压实和路面承载力、耐久性的关系,认为压实是影响沥青路面性能的重要因素,压实不足会引起沥青路面早期失效、缩短沥青路面服务年限.研究发现,压实度每增加1%,路面的承载能力相应的提高10～15%,而压实的费用仅占总投资的1～4%,所以,有效的压实是提高路面质量的有效且经济的方法[3].
2 研究方法的不足
然而,压实仅是沥青路面施工过程中的重要环节之一,通过压实提高路面质量的前提是沥青混合料的级配、搅拌和摊铺符合设计要求.实际上,自原材料控制开始,就存在集料不规矩、搅拌后级配偏差、摊铺离析等各种作业质量不足,压实作为后续工艺,并不能解决前述施工环节遗留问题.尤其是摊铺环节,和压实过程密不可分.摊铺不仅仅是将热的、松散的沥青混合料摊铺成型,摊铺均匀、平整和一定的预压实度更是实现压实质量控制的前提条件.因此,忽略沥青路面摊铺-压实等不同作业环节的关联性和系统性,仅将压实环节作为研究重点,提高沥青路面质量的潜力有限.
另外,压实的对象是沥青混合料,压实机理的研究首先是沥青混合料特性研究.同样的,完成压实的本体是压实设备,压实设备的性能影响沥青路面质量.由于沥青混合料研究和压实设备研究分属不同学科,限于专业因素,压实机理的研究常常是或偏于材料特性或偏于机械性能,很少有“材料-机械”作为整体系统的研究成果,使沥青路面质量控制缺乏理论支撑.即使单一的沥青路面材料研究或压实设备研究取得较好的研究成果,仍难以解决工程实际中作业质量控制难题.
3 新的研究方向
以摊铺为基础,以压实为重点,将摊铺-压实作为具有时变特性的耦合系统,是较好的研究方法.以沥青路面质量为控制目标,通过研究摊铺-压实耦合系统中温度场时变特性和密实度场时变特性,研究摊铺过程中材料离析和温度离析问题,分析振动压实机理和振动压实能量传播规律,探讨不同施工环境、不同沥青混合料种类等对施工工艺的影响,制定合理的摊铺-压实施工工艺,实现摊铺-压实耦合系统控制,提升沥青路面建设水平和质量,形成沥青路面摊铺-压实全过程质量控制关键技术,研究思路见图1.
3.1 基于时变温度场和密实度场的沥青路面压实特性研究
沥青混合料对温度较敏感,不同温度下的沥青混合料具有不同的流动性和粘塑性,影响沥青混合料的可压实性.在摊铺-压实过程中,热沥青混合料的热量一方面向下辐射给冷的下铺层,另一方面向上辐射到大气中,出现时刻变化的温度场.受气温、风速、阳光照射、相对湿度、铺层厚度、密实度等的影响,温度场变化的速率有所不同.尤其是随摊铺-压实的不断进行,沥青混合料的温度和密实度都在发生变化,且不断变化的密实度反过来影响温度变化的速率.
可以采取有限元仿真分析和试验研究相结合的方法.建立热沥青混合料温度场本构模型,以气温、风速、阳光照射、相对湿度、铺层厚度等作为边界条件,研究热沥青混合料不同密实度下温度场时变规律.试验研究方面,选取几种典型沥青混合料,分别测试不同密实度下沥青混合料表面温度场变化、沿不同深度处温度场变化和和冷铺层接触界面处温度场变化.通过仿真和试验结合,揭示不同温度下压实能量传播规律和沥青路面压实特性,为预测有效压实时间和选择合适的压实作业参数提供参考.
3.2 沥青混合料摊铺过程离析控制关键技术研究
良好的摊铺质量是实现压实质量控制的前提.摊铺的任务是成型、平整、均匀和一定的预压实度.实际施工中,摊铺过程中常常出现集料离析产生的“带状”缺陷和温度离析产生“片状”缺陷,影响沥青路面最终质量.可以以单颗粒运动分析为基础,建立集料多颗粒碰撞运动模型,研究沥青混合料摊铺过程中材料离析规律；结合前述时变温度场特性分析,研究摊铺过程温度离析规律；建立“沥青混合料-熨平板”动力学模型,分析振动振捣参数对沥青混合料预压实度的影响.制定合理的摊铺工艺,减少沥青混合料材料离析和温度离析,提高摊铺热沥青路面平整度、均匀性和预压实度,为后续压实创造良好条件.
方向论文参考资料：
结论：沥青路面摊铺—压实性能方向为适合方向论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关方向定位指南针开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
