多年冻土地区沥青路面结构适应性和耐久性的研究.pdf

摘要 随着多年冻土地区公路建设发展，沥青路面以良好的通行能力和使用性能被广泛应 用。由于沥青路面吸热能力高，青藏高原多年冻土区太阳辐射强烈、日照时间长、大温 差、大风等特殊气候、地质条件，使多年冻土融沉加剧，路基出现不均匀融沉变形，且 路面结构与材料也受到明显影响，导致路面出现多种病害，严重影响了道路的服务水平 与使用寿命。多年冻土地区沥青路面结构的适应性与耐久性问题一直困扰着国内外学者， 为此展开了广泛研究，但目前仍没有此方面系统、综合的评价方法。 本研究针对多年冻土地区沥青路面结构适应性问题，从冻土路基不均匀融沉变形出 发，以前期研究的融沉附加应力为基础，分析了不同沥青路面结构的冻土路基不均匀融 沉变形适应性；从保护多年冻土、减少外界热量向路基内部传递的角度，以路基顶面的 温度变化为评价指标，分析了沥青路面结构的路基顶面温度场适应性。适应性研究表明， 增加结构层厚度、设置级配碎石层或者沥青碎石层，一方面将导致路面结构基层融沉附 加应力增大；另一方面能够有效的降低路基顶面温度，有利于保护冻土。针对多年冻土 地区沥青路面结构耐久性问题，从防止由于过大的温度应力而导致沥青面层产生温缩裂 缝出发，分析了五种沥青路面结构关于温度应力的耐久性；建立了冻土路基不均匀融沉 变形与行车荷载综合作用模型，分析了在融沉半径、融沉深度、融沉区域模量变化下五 种沥青路面结构的耐久性。耐久性研究表明，增加级配碎石层厚度使沥青面层温度应力 减小，而增加其它结构层厚度会使温度应力有所增大；设置级配碎石过渡层可以有效降 低沥青面层的温度应力。对于同一沥青路面结构，当融沉深度固定，各结构层综合作用 应力一般随着融沉半径的增大而减小；当融沉半径固定时，综合作用应力一般随着融沉 深度的增大而增大；设置级配碎石层或沥青碎石层可以有效减小其综合作用应力。最后 利用“木桶原理(短板理论)评价模型，采用以上四个评价指标，对五种沥青路面结 构的适应性与耐久性展开评价，为合理选择多年冻土地区路面结构组合，提供指导和依 据。 关键宇：多年冻土，沥青路面，冻土路基融沉，温度场，温度应力，适应性，耐久性， 综合作用应力 Abstract With of in the construction developmenthighway permafrostareas，theasphaltpavement has usedasits and increased been good widely capacityperformance．However,it andmadenon-uniformmelt thatthe settlementdeformationof thawing subgrade large of andthe weatherconditionsinTibetan heat-absorbingcapacityasphaltpavementspecial Plateau areassuchasintensesolar sunshine permafrost radiation,longtime．1arge differenceand wind．nalso affectedthe structureandmaterial． strong significantly pavement n圮servicelevelandserviceli【fcof iscriticalaffectedthe disease highway by pavement