高性能灌入式复合路面在重载路段车辙处治中的应用研究
【成果名称】高性能灌入式复合路面在重载路段车辙处治中的应用研究
【成果属性】
【推荐单位】金华市公路管理局
【学科分类】路面
【成果体现形式】新工艺
【鉴定/评价单位】浙江省交通运输厅
【成果研究形式】与院校或院所合作
【鉴定/评价日期】2020-1-9
【成果推广形式】
【被鉴定/评价的水平】国际先进
【成果内容简介】本项目对重载路段车辙病害处治方案进行系统调研研究，根据灌入式复合路面性能要求，结合大量的室内试验研究灌浆材料的性能指标体系；根据大空隙沥青混合料性能和灌入式复合路面性能，提出大空隙沥青混合料的配合比设计方法、适宜空隙率、适宜沥青和集料类型；并根据灌入式复合路面的力学特点，通过室内试验、理论模拟，提出该种特殊路面的结构设计方法、适用层位及厚度；最后结合实体工程，研究灌入式复合路面的施工工艺，形成灌入式复合路面的施工技术指南。为促进高性能灌入式复合路面推广应用提供全面的技术支撑，具有显著经济社会效益。
本项目在合同、工作大纲的基础上，随着研究工作的深入开展，根据课题实际需要，在项目实施过程中对原有的工作任务进行了增加和补充，现归纳总结主要的技术性能指标如下：
1. 根据高性能灌入式复合路面在重载路段车辙处治中的应用特点，重点研究了灌浆材料的工作性能、力学性能和体积稳定性，在此基础上提出了灌入式复合路面用早强型灌浆材料的流动度、强度、收缩系数等性能指标体系。
2. 根据高性能灌入式复合路面的大空隙沥青混合料特点，以目标空隙率为指标，比较了体积设计方法的合理性，并提出了考虑集料开口空隙率和集料吸油特性的改进体积设计方法。
3．通过对大空隙沥青混合料和灌入式复合路面的路用性能研究，提出了高性能灌入式复合路面的大空隙沥青混合料适宜空隙率、集料类型和沥青类型。
4．研究不同空隙率的高性能灌入式复合路面的抗压回弹模量、劈裂强度、力学强度等力学性能测试，为力学分析提供依据；同时对高温性能、低温性能、水稳定性能和疲劳性能验证，结果显示灌入式复合路面的各项路用性能良好。
5. 采用ABAQUS有限元进行力学分析，灌入式复合路面各结构层的竖向变形和层底应力变化规律一致，灌入式复合路面的结构设计方法可以采用沥青路面结构设计方法。
6. 通过对不同超载情况和不同加铺结构类型的力学分析，提出灌入式复合路面的适宜厚度，水稳层上加铺两层结构时，标准荷载下的灌入式复合路面的适宜厚度应不小于5cm，超载50%和100%下的灌入式复合路面的适宜厚度应不小于7cm，对于水稳层上加铺一层结构时，标准荷载下的灌入式复合路面的适宜厚度应不小于8cm，超载50%和100%下的灌入式复合路面的适宜厚度应不小于10cm。
7. 通过对不同层位结构的类型的层底拉应力、剪应力的力学分析、车辙预估模型的预估，以及四种复合结构的车辙试验，得出灌入式复合路面应用于上面层或下面层的抗车辙效果相当。
8. 结合试验段实施，检验高性能灌入式复合路面结构的研究成果，通车1-2年后的跟踪调查显示，高性能灌入式复合路面抗车辙效果显著，各项路用性能趋于稳定；同时总结高性能灌入式复合路面的施工要点，并对施工过程中的质量控制进行研究。
【成果前景介绍】目前，浙江乃至全国地区的交通量日益增大，交通荷载向重型化、大型化方向发展，车辙病害已经成为我国沥青路面的主要病害。高性能灌入式复合路面凭借着其优异的路用性能、快捷的施工周期、显著提高路面的使用寿命，在浙江地区重载路段的车辙处治工程中的运用具有广阔的前景。然而，目前行业内还未出台高性能灌入式复合路面在重载路段车辙处治工程的具体规范，现场施工往往是依据经验，缺乏针对重载情况下的灌浆料和路面结构设计依据，这种经验施工的大背景限制着高性能灌入式复合路面的推广和进步。
本课题对高性能灌入式复合路面在重载路段车辙处治中的应用进行深入研究，提出了适用于浙江省重载路段车辙处治中的高性能灌入式复合路面施工应用指南，便于高性能灌入式复合路面在金华地区车辙处治工程乃至全国重载路段养护工程中的推广应用，为全面提升改良高性能灌入式复合路面在重载路段车辙处治工程的应用提供技术支撑。本项目应用前景广阔，社会及经济意义显著。
【成果登记日期】2020-1-9