随着高速公路建设的快速发展,半刚性沥青路面得到了广泛研究和应用。早期修建的高速公路由于车辆荷载、气候环境等因素综合作用下,路面使用性能逐年下降,同时,新修建的半刚性沥青路面也出现了不同程度的早期破坏,造成了巨大的经济损失与不良的社会影响。为此,开发和研究高性能沥青混合料,重点解决使用早期的车辙和反射裂缝等问题,从而延长高速公路的使用年限,具有重大的社会和经济效益。 本文通过大量的室内外试验和检测,根据路面不同层位对沥青混合料不同的性能要求,对高性能沥青混合料进行了系统、深入的研究。 首先,综合运用多种级配设计理论进行高性能沥青混合料级配设计,并对11种不同粒径、不同级配类型的沥青混合料进行性能分析,重点比较了马歇尔稳定度、高温性能、低温性能与水稳定性;采用不同的设计方法(马歇尔设计方法、Superpave设计方法、GTM设计方法)进行了最佳用油量的确定,对不同的配合比设计方法进行了深入比较分析。在此基础上,对高性能沥青混合料的级配设计与最佳用油量的确定提出了合理的建议。 其次,进行了下面层高柔性沥青混合料设计与评价。对多种沥青混合料类型进行了室内模拟反射裂缝实验、冲击韧性实验及疲劳性能实验,建立了不同实验方法之间的相互关系,分析了级配类型与沥青粘结料类型对沥青混合料抗反射裂缝及疲劳性能的影响。实验结果显示:高弹性沥青混合料可以有效防止或减少反射裂缝的产生,具有良好的疲劳性能,可以作为一种优良的下面层材料使用。 再次,进行了中上面层高强度沥青混合料设计与评价。测试了四种沥青粘结料(普通70#沥青、普通50#沥青、SBS改性沥青、高强度改性沥青)的性能,并重点检测和评价了各种沥青混合料的高温性能、水稳定性、低温性能、强度特性,综合比较了各种类型沥青混合料的路用性能,实验结果显示:高强度沥青混合料拥有非常良好的高温抗车辙性能,可以作为一种优良的中上面层材料使用。 最后铺筑了试验路,通过试验路的施工与观测,总结了高性能沥青路面的施工工艺和注意事项。