关键词:
铁路沥青混凝土
级配范围
控制指标
配合比设计
低温性能
耐久性能
摘要:
沥青混凝土作为一种新型轨下基础结构,具有减震降噪、防水等优良性能能够为上部结构提供良好承载力的同时,能够防止明水进入路基,保证路基结构具有优良的稳定性。但目前我国没有一套针对铁路工程中沥青混凝土的配制技术与标准,导致这种优良轨下基础难以大范围推广。目前仅在国家轨道试验中心、遂渝试验段、武广客专、京津城际和哈大试验段进行了少量应用。为此,有必要系统开展关于铁路沥青混凝土配合比设计方法以及综合性能的研究。本论文以室内试验与理论分析为主要研究方法,以提出适合季冻区高速铁路沥青混凝土强化基床表层配制技术为主要目标进行相关研究。本论文以莫斯科至喀山高速铁路强化基床表层项目及国家自然基金项目“季冻区高速铁路全断面沥青混凝土强化基床表层工作机制与长期性能”(项目编号51778541)为支撑,首先综合国内学者研究成果,参考美国、韩国、日本等国家铁路沥青混凝土应用级配类型及我国公路工程中常用AC-13类型级配范围,通过体积指标、马歇尔试验指标进行分析对比提出适合季冻区高速铁路使用的级配范围。通过动态模量试验、冻融劈裂试验对比分析了推荐级配类型与美国、韩国铁路工程中级配类型的性能,以冻断、低温弯曲蠕变、低温弯曲等试验重点验证了推荐级配的低温性能。最后采用小梁四点弯曲疲劳性能试验对不同温度与应变条件的沥青混凝土试件进行疲劳性能研究,通过摩擦系数与表面纹理扫描对混合料的抗滑性能进行分析研究。论文研究主要结果包括:由于铁路与公路工程环境、服役条件的不同,不宜完全按照公路工程中沥青混凝土的设计方法进行研究;通过对比美国、韩国、中国、日本关与沥青混凝土设计级配范围,发现各个国家铁路工程中推荐使用密实性沥青混合料,提出了季冻区铁路沥青混凝土设计的推荐级配范围及控制指标;系列低温性能试验与疲劳试验表明推荐类型混合料具有良好的低温、耐久性能。为今后铁路沥青混凝土强化基床表层设计提供一些具有参考价值的方法。