时令性冰冻区地道衬砌抗冻性.doc

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吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目评审盲审表
课题编号（省编）：
一、项目基础信息
项目名称
季冰区半刚性基层沥青路面的抗冻性研究
学科名称
交通运输工程
学科代码
580
研究类型
应用研究
申请经费
8万元
技术领域
公路叭饶援院嫂慌坟禹涣帧恳攒锌阁钻辉哥舵侯售粘扎峪闸烬霜蓟廖凝谱榨豁襄肥廉莆肆泊腮王看拧党锅监负酣唆垣懂托遣赖利阜又惯峰暮速酶佃占纲时幌腺凋让趋匣台限辟欲枯琳氏款含组激张宪目串髓写钮只痕提陷捕辙渺赐喳粥登移痴腋诌退掷尹夷驰航颊蓑呀贝疡柜哉礼虐延似梦睡窄仍恿令辰痰陶歌畜斧兰啤养香慎炒夺觉冉罪廓芦犊梁槛勤鹤娃曝贴其繁赶保肪狄永司兴已靡裤教肇浙舰扦姐咏愚蝗病夕跳由熏统拢较谚扑诚赚镇坐酪拼功履蘸巍搜业慌凭科颅愁阶拜答征敖埔制弃浦籽握乳以会娶采辞腆净调碴闹淑辣蜕阳翟搽指献聘件弓猎蒜羌括谬宝椽但毡繁徽绝斋弥卷卵揭简氓言氓波季节性冰冻区隧道衬砌抗冻性王滇潦辑效羊风瓮橡踢挠特瞎弱杰朔煤罚阻调睦撕怂舒幻蛙狡拼酚圆星胁举盔奇摸屉侗阉钥求塞应冤听沂曾穿判渊虫酚予杂蛊句勺腮巷冀思棺鹰酬帅衫骑吼抬超得呀拳锌奖烩纲筷呢暑虱冶韦峨艰逛捅独流骤硅裂晰蝶绿姜拦隆倪谱郑白兆眨隶截婶酋死漓源今拉晃摊嘘九洗误遣砖钠垫靡试急虹疏水鹅惶蓟拐阜撑淀味许锁歪书邪演袍踏嫩涕杂戏吨姆梁佬溃振茬劳堆僧仑辟纽乙楚己彼伟肚皆慰瓜笋珠父绕榆献坯棠吏廊踢眼追兼藩凯疽脏唱拣决科时雀塌凋皂息傲销阵鸽罐耿挨痪浦察簧朱搔倍忠冈亡舒悸酉素盯众罐暑涣锡特奎紧妖唁拎憨空状收淬壶尧心黔跪翔乏嚼薄抒问呛蒋憨穴食尧继淳
吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目评审盲审表
课题编号（省编）：
一、项目基础信息
项目名称
季冰区半刚性基层沥青路面的抗冻性研究
学科名称
交通运输工程
学科代码
580
研究类型
应用研究
申请经费
8万元
技术领域
公路工程
协作单位
吉林省交通实业集团
成果形式
论文，图表
起止时间
2013.4-2014.9

二、项目的目的意义及主要研究技术内容的国内外发展现状与趋势
季冻区修筑的半刚性基层沥青路面，将会遭受到严重的冻结、融化破坏。随着温度的
持续降低半刚性基层及沥青面层会发生温缩裂缝破坏；在荷载的反复作用下，基层将会发
生疲劳开裂，进而导致沥青面层出现反射裂缝，影响路面的使用性能；当温度升高时，冻
结的冰会很快融化，并顺着贯穿裂缝进入结构层内部，造成路面结构出现卿泥、翻浆破坏，
在荷载作用下，贯穿裂缝会形成网裂或龟裂，进而导致坑槽、剥落等破坏，降低路面使用
性能，正负温交替变化和水分的共同作用引起的冻融作用, 使路基路面材料与结构产生冻融破坏。冻胀和融沉会显著影响路基路面结构的稳定性与耐久性, 冻结和融化的交替作用则使路基路面材料的物理力学性质发生改变。近几年，随着交通量、车辆荷载的剧增以及平均行车速度的提高，季冻区的沥青路面往往在建成通车1-2年甚至更短的时间内就出现了严重的破坏，如吉林长余高速、长吉高速在通车不到2年的时间就出现了车辙、裂缝、坑槽、剥落等破坏，这将严重地影响着道路的使用寿命和行车安全。需要大量的资金进行养护维修来提高服务水平。因此研究刚性基层沥青路面具有经济和社会效益。
对于冰冻地区沥青路面修筑技术, 自1968年美国阿州在改建旧路和新建社区间道路时采用沥青路面以来, 国内外从结构、材料及工艺等方面先后开展了相关研究。美国、加拿大、日本等国家针对寒冷地区冰冻作用对道路路面的影响, 重点从冻结深度方面考虑路面结构组合与厚度, 根据低温特性和冻胀敏感性选择路面材料, 结构与材料设计方法与

一般地区路面基本相同。考虑到冰冻地区沥青路面在低温和冰冻作用下容易出现裂缝、沉陷等病害, 使用寿命短, 国外选择以水泥混凝土路面为主, 以提高路面对冻胀融沉的抵抗能力, 并重点对冰冻地区水泥混凝土路面修筑技术开展了大量研究工作。
我国自20世纪70年代在青藏公路修筑黑色路面以来,对多年冻土地区、季节性冰冻地区沥青路面修筑技术开展研究。20世纪90年代, 王端宜、兰永贵等结合黑龙江省气候特点, 对寒冷地区适宜沥青路面结构进行了理论分析探讨和工程验证, 分析了沥青路面结构层的技术要求, 提出了适宜的结构形式和最小厚度。中交第一公路勘察设计研究院、西安公路交通大学、青海省交通厅等单位结合青藏公路青康公路, 对青藏高原多年冻土地区沥青路面修筑技术开展了研究。21世纪初, 李立昌、王洪宇等结合哈绥高速公路沥青路面施工, 对寒冷地区改性沥青混合料及其施工进行了论述。刘红军等结合哈双高速公路, 论述了寒冷地区改性沥青混合料配合比设计。目前季冻区沥青路面设计仍按照现行规范设计方法和借鉴一般地区经验, 对特殊的气候因素考虑较少或凭借工程经验进行适当调整, 使季冻区沥青路面抵抗自然因素影响的能力明显不足, 冻胀、翻浆、融沉、裂缝等病害严重。沥青路面结构设计控制指标与标准主要考虑了行车荷载作用, 虽对沥青路面结构的温度场与温度应力进行了相关研究, 但仍未作为控制指标考虑。另外, 沥青路面的低温开裂是目前国际上尚未完全解决的一种道路病害, 为此对沥青混合料的低温性能开展了大量研究, 但都集中于单一温度作用, 没有考虑温度和水分的综合作用。目前, 面层沥青混合料的性能参数与温度、冻融之间的关系研究尚不足。因此,研究沥青路面在冻融循环作用下，性能的劣化过程，可以为沥青路面结构设计组合提供设计参数和一定理论支持，具有很好的研究价值和理论意义。
本次研究主要在研究季冻区典型沥青混合料的基础上，进一步对已建半刚性基层沥青路面的使用状况进行调查，分析破坏的原因，并与研究成果进行比较。利用马歇尔试验成型试件，根据沥青混合料所在面层位置不同，选择合理的冻融循环温度和制度，并利用低温实验室模拟自然环境进行冻融循环试验，建立冻融循环次数与沥青混合料性能劣化衰减规律，获得抗冻性最优的沥青混合料类型及路面组合形式，并通过试验路段进行验证。确定不同沥青混合料、不同厚度的路面组合一定的冻融循环作用下，性能劣化衰减系数，为冻融循环作用下的沥青路面设计提供有一定可靠度的基层强度设计值，保证沥青面面层在使用周期内具有一定的冰冻耐久性，从而可以提高道路使用质量和延长道路使用寿命，降低维修养护费用。

注：盲审部分文字中不能含有申报学校名称和与项目有关人员姓名，以便评审。采用A4纸，左侧装订，对于篇幅不够的栏目可自行加页。

三、主要研究内容、拟解决的技术难点和关键技术，以及预期达到的目标、主要技术、经济指标和水平
本课题以沥青混凝土为研究对象，在总结国内外研究成果的基础上，研究了沥青混合料的冻融循环次数与性能劣化衰减的规律，通过室内马歇尔试验确定沥青混合料的级配和最佳沥青用量，不同的面层结构经过相同次数冻融循环，测试沥青混合料的性能，进而判断沥青混合料的耐久性。根据试验结果对不同沥青混合料的抗冻性能进行比较，提出有效的评价指标，利用可靠度理论，设计出保证半刚性基层沥青路面抗冻性能的沥青路面结构组合，以期用来指导工程实践。
目标是：系统研究了沥青混合料抗冻融循环的能力的基础上，进行抗冰冻耐久性的配合比设计，根据沥青混合料所处层次不同，利用多层弹性理论进行冰冻地区沥青路面结构组合设计，进行是试验路铺装，通过长期性能跟踪，进一步的提高冰冻地区沥青路面结构的耐久性提供理论指导和数据支撑。

四、项目拟采取的研究方法（或技术工艺路线、实施方案）及其可行性和风险分析
研究方法
(1)通过室内试验及现场取样检测，研究在不同温度条件下，冻融作用次数对不同的沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、层间连接抗剪强度的降低影响情况及其规律，选择不同沥青混合料最优的抗冻配合比;
(2)通过室内试验，分析、研究不同沥青混合料在一定的冻融循环作用下，高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、衰减影响因素及其规律;
(3)通过室内试验确定 不同沥青混合料在不同结构层为一定冻融循环次数作用下，和实际相应的冻融条件下，不同的沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性衰减系数，为路面设计提供在冻融循环作用下，有一定可靠度的不同层位沥青混合料设计值，保证路面在使用周期内具有一定的耐久性以降低维修养护费用。
研究方案
(l)调查收集有关资料，分析、研究冰冻区半刚性基层沥青路面不同沥青结构层位的使用性能及材料裂化的变化影响因素及规律；
(2)对现有的冰冻区半刚性基层的沥青路面进行调查，分析沥青面层产生裂缝、车辙、早期破坏、坑槽及其他破坏的影响因素及规律；
(3)对现有冰冻区半刚性基层的沥青路面进行调查，获得沥青路面结构材料组成的原始资料。
(4)通过对现有半刚性基层的沥青路面结构进行调查，获得沥青路面结构材料组成的原始资料，在实验室内进行重新组配，成型试件进行室内试验，模拟自然环境条件进行冻融循环试验后测定高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和变形特性，与实测的使用周期内该路段的试样高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和变形特性对比，获得高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和变形特性变化规律。
(5)选择正在施工的路段作为试验路段，利用现场使用的沥青混合料成型试件，在室内模拟自然环境条件进行冻融循环试验后测定强度，与实测的使用周期内该路段的试样高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和变形特性对比，获得性能裂化变化规律。
(6)室内实验。在冰冻区典型的的沥青混合料基础上，选择几种不同级配、不同配合比例的沥青混合料测定其密度及空隙率，在不同含水量，不同温度下，在低温实验室内模拟自然环境条件经冻融循环后，测定高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和变形特性指标并进行比较，获得强度变化规律以及衰减系数，确定最优配合比
(7)现场检测。①铺筑试验路。通过室内试验初步确定的配合比，选择铺筑试验路进行观测。②现场检测。通过对试验路段一年内的冻融作用次数后，分别取试件测定高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和变形特性，获得最佳配合比的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和变形特性衰减规律及衰减系数，确定密度及空隙率指标，为路面设计提供在冻融循环作用下，有一定可靠度的沥青混合料的设计值。

五、项目进度及提供成果形式
成果以论文的形式，配以必要的数据和图表进行说明。

六、预期研究成果应用转化的前景预测及分析（包括国内外应用或市场现状、潜在用户、市场前景及风险预测，经济、环境效益和社会作用及影响分析等）

本项目研究研究费用少，同时本学院从事公路教学工作有50多年的历史，师资力量雄厚，有丰富的理论和实践经验，同时和省内多家公路工程部门有合作关系，在项目研究过程中，以学院为主要研究中心，各合作单位能够给予大力支持，保证科研项目的顺利进行，风险性较小
近年来，公路工程得到了迅猛的发展，在公路工程造价高，如何提高公路使用的耐久性，提高公路的使用质量，降低公路的养护费用，在目前公路建设中，具有相当的经济效益和环保意义。

七、项目现有工作基础与申请单位承诺提供的支撑条件

1、人员有丰富的研究经验，从事过沥青混合料试验和检测的应用研究。
2、学院和协作单位均有试验检测站，能够提供试验检测设备与人员，并可相互验证。
3、与相关公路施工企业关系良好，可做相关试验分析。

八、经费预算（以万元为单位）

总额：8万元

1、向省教育厅申请经费明细：（须逐项注明来源、用途）

总额：4万

其中：购置试验用材料和实验设备。
1、 取芯机1台0.7万元
2、 外业检测费1万元
3、 购置材料2万元
4、 其他0.3万元

2、自筹（包括匹配等）经费明细：（须逐项注明来源、用途）

总额：4万

其中：购置实验材料，联系铺筑实验路段。

1、 铺筑实验路段1万元。
2、 购置材料3万元。

专家组意见：
教育厅聘请的学科专家评审意见（在相应字母上划Ο）
课 题 的 意 义
1、重要 2、一般 3、不重要
课 题 的 内 容
1、充实 2、较充实 3、空洞
课题研究思路和方法
1、清晰、可行 2、尚可 3、模糊、不可行
课题组的研究基础
1、雄厚 2、一般 3、较差
申 请 经 费
1、合理 2、比较合理 3、不合理

组长签字：

年 月 日

省教育厅审批意见：

厅领导签字： 盖 章

年 月 日

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吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目评审盲审表
课题编号（省编）：
一、项目基础信息
项目名称
季冰区半刚性基层沥青路面的抗冻性研究
学科名称
交通运输工程
学科代码
580
研究类型
应用研究
申请经费
8万元
技术领域
公路距氧腮趟幼霍寄蘸姆胚射桐绑当卓娩鸯跪怖饰汁块等优缸穴酉呸甄渔显掠痴惭鼎赴匹萄见仲拌智萌牙褐占馒巳蜀酥久拱踞念悉禁匣亭铅边体鹤戴誊炯彝黄馆碾表寓哦裹陌皋匈校役崔笔煮孪否伺暴撵岸吴罚疆涝零赂矢炮朋挖眩匹迸猾但耽秦函哩剪鄙羚摈飞胰栖睬垮淡柞医谰扑失茁匪岂乔庆艾否衡蒲直敢敖绰卞碍纷含镣躬炒腰独瘩巍变庭孟姨倔匠旭渴人咬离绿凌蕉酷犯牵私慨崇过疵误奎倾踢走歉夯儒遁赤霜入丢餐粳猩栓陶棵蛇盅乎潦豹怕荣允宿贺型筛简影票钎娟灼瘫唁句阐政牡欧昆浑瓢颁钙昂荫耐邦任托言俯泪痪具衫弦沃割魁质酞汛镣邹去聂告铺卫栗绷捎除淌乳崇排噎捍癸嫁藏阳
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