前言

第1章 绪论 1

1.1 问题的由来 1

1.2 沥青铺面工程层间特性研究现状 2

1.2.1 层间接触状态对路面性能的影响 2

1.2.2 层间粗糙状态对层间性能的影响 4

1.2.3 层间接触状态描述模型 5

1.3 存在的主要问题 6

第2章 层间状态对沥青铺面结构行为的影响 7

2.1 沥青铺面结构分析理论基础 7

2.2 层间接触有限元理论基础 10

2.2.1 接触界面条件 10

2.2.2 接触条件的离散化 12

2.2.3 ABAQUS层间接触问题的处理 14

2.3 基于层间接触状态的铺面结构静力学行为 18

2.3.1 有限元计算模型的建立 18

2.3.2 层间状态对结构受力关键参数的影响 19

2.3.3 车辆荷载作用方式对结构受力关键参数的影响 23

2.3.4 多因素综合作用对结构受力关键参数的影响 25

2.4 基于层间接触状态的铺面结构动力学行为 32

2.4.1 路面结构与参数 32

2.4.2 温度与冲击荷载耦合作用的路面动力学行为 35

2.4.3 温度与移动荷载耦合作用的路面动力学行为 40

第3章 基于法-切向效应的层间作用行为 47

3.1 层间界面黏结测试主要方法 47

3.2 基于法-切向效应的层间特性试验 50

3.2.1 受竖向荷载作用的直剪试验 50

3.2.2 受水平推力作用的拉拔试验 54

3.2.3 斜剪试验 56

3.3 层间接触切向行为特性 56

3.3.1 试验方案 56

3.3.2 粘层油用量对层间剪切强度的影响 58

3.3.3 竖向压力对层间剪切强度的影响 59

3.3.4 竖向拉力对层间剪切强度的影响 62

3.3.5 温度对层间剪切强度的影响 64

3.4 层间接触法向行为特性 66

3.4.1 试验方案 66

3.4.2 粘层油用量对层间拉拔强度的影响 67

3.4.3 水平推力对层间拉拔强度的影响 68

3.4.4 温度对层间拉拔强度的影响 70

3.4.5 拉拔强度与剪切强度的相关性分析 72

3.5 层间接触法-切向综合作用行为特性 73

3.5.1 试验方案 73

3.5.2 粘层油用量对层间斜剪强度的影响 74

3.5.3 温度对层间斜剪强度的影响 75

3.5.4 层间表面粗糙度对层间斜剪强度的影响 78

3.6 法-切向力综合作用下的层间力学模型 80

3.6.1 层间压-直剪剪切模型 80

3.6.2 层间切-拉拔黏结模型 82

第4章 含层间界面的沥青层疲劳特性 84

4.1 沥青层复合小梁疲劳试验方案 84

4.1.1 试验条件 84

4.1.2 复合小梁成型及结构组合 84

4.1.3 正交试验设计 87

4.2 界面性质对沥青层复合小梁疲劳性能的影响 88

4.2.1 疲劳因素的交互作用 88

4.2.2 混合料空隙率对复合小梁疲劳性能的影响 89

4.2.3 粘层油用量对复合小梁疲劳性能的影响 91

4.2.4 疲劳模型的建立 93

4.3 界面状态对沥青层复合小梁疲劳性能的影响 94

4.3.1 层间污染对复合小梁疲劳性能的影响 94

4.3.2 界面有水渗入对复合小梁疲劳性能的影响 96

4.3.3 界面粗糙度对复合小梁疲劳性能的影响 98

4.4 基于四点剪切试验的沥青层层间疲劳特性 100

4.4.1 试验设备与材料 100

4.4.2 试验方案 102

4.4.3 各因素对层间初始剪切模量及其衰变速率的影响 103

4.4.4 基于剪切模量的层间疲劳性能评价 109

4.4.5 层间疲劳寿命预估模型构建 113

第5章 基于层间特性的沥青铺装结构优化 117

5.1 概述 117

5.2 不同防水黏结体系的黏结性能 118

5.2.1 测试方案 118

5.2.2 不同黏结情况下的测试结果分析 119

5.2.3 各防水黏结体系性能对比 129

5.3 沥青与水泥混凝土层的层间黏结性能 130

5.3.1 黏结体系组成 130

5.3.2 黏结性能分析 131

5.4 沥青与沥青层的层间黏结性能 133

5.4.1 黏结体系组成 133

5.4.2 黏结性能分析 134

5.5 沥青铺装结构性能分析与优化 135

5.5.1 分析模型 135

5.5.2 荷载参数 137

5.5.3 铺装层参数对铺装结构性能的影响 139

5.5.4 桥面沥青铺装结构优化改进 147

参考文献 149

《沥青铺面工程层间特性》是关于沥青铺面工程层间特性的专著，较系统地介绍沥青铺面工程层间特性理论计算与试验研究的新研究成果。先，介绍国内外关于沥青铺面结构层间特性的研究现状，指出需要进一步研究解决的问题；然后，分析层间接触状态下的沥青铺面工程结构静动力学行为，阐述法-切向荷载作用下的层间黏滞剪切特性并构建其力学模型，揭示界面性质、界面状态等对沥青层的疲劳性能影响机理并建立基于四点剪切试验的层间疲劳寿命预估模型；后，结合实例，在层间黏结性能试验及结构理论分析的基础上，提出基于层间特性的沥青铺装结构优化改进建议。

石块铺面路面结构

石块铺面的面层由大量的小尺度刚性块料以及块料之间的众多柔性接缝构成。接缝可以是连锁的，也可以是齐平的。连锁式砌块互相嵌锁咬合，有利于荷载的传递、扩散。石块铺面的基层，常为其上有粗砂或石屑整平层的柔性基层。块料可根据材料供应情况和使用要求，选用工厂预制的水泥混凝土砌块（砖）或者经过加工的整齐块石。

石块铺面力学特性

石块铺面结构类型属弹性地基上的绝对刚性板。小尺度的绝对刚性板比通常的水泥混凝土路面面板可受到较小的弯曲拉应力，其厚度可以减小，但对于抗压强度的要求则相对地要高一些。块料与块料之间的荷载传递与块料之间的接缝以及基础状况有关。软弱的基础易导致石块铺面的下沉并影响乎整度。众多的块料间的接缝，形成有规则的“粗纹理”表面。这种粗糙路面有利于车辆的行驶。为此，要求块料具有较高的强度（以抗压强度为标志）和抗磨性能以及规则的形状和厚度，铺砌平整，接缝嵌挤紧密，基础（基层、垫层、土基体系）坚实、稳定。

石块铺面适用范围

1．石块铺面适用于车速v≤50km/h的道路，这不仅仅是因为小尺度和高质量的饰面在心理上起有对高速度的抑制作用，而且路面的“粗纹理”也会倾向于阻止驾驶者行车过分迅速。

2．石块铺面属绝对刚性板，有良好的受力承载性能，可较大幅度地减薄面层厚度，也经常用于承受重载而行驶缓慢车流的场所，如集装箱码头、堆场等。

3．石块铺面具有规则”粗纹理“，湿摩擦系数高，抗滑性能好，可选用于桥头、陡坡、弯道、匝道、公交站点处。

4．可选用于环境景观要求高的场所，如大剧场、宾馆、体育馆、大厦前的广场、停车场以及人行道、风景区道路、公园、学校的内部道路和其他铺砌面处，与周围环境谐调、融合，构成完整的景观、风采。

5．可用砌块铺筑各种路面标志、标线，组织引导车流、人流交通。

铁板铺面路面结构

石块铺面的面层由大量的小尺度刚性块料以及块料之间的众多柔性接缝构成。接缝可以是连锁的，也可以是齐平的。连锁式砌块互相嵌锁咬合，有利于荷载的传递、扩散。石块铺面的基层，常为其上有粗砂或石屑整平层的柔性基层。块料可根据材料供应情况和使用要求，选用工厂预制的水泥混凝土砌块（砖）或者经过加工的整齐块石。

铁板铺面力学特性

石块铺面结构类型属弹性地基上的绝对刚性板。小尺度的绝对刚性板比通常的水泥混凝土路面面板可受到较小的弯曲拉应力，其厚度可以减小，但对于抗压强度的要求则相对地要高一些。块料与块料之间的荷载传递与块料之间的接缝以及基础状况有关。软弱的基础易导致石块铺面的下沉并影响乎整度。众多的块料间的接缝，形成有规则的“粗纹理”表面。这种粗糙路面有利于车辆的行驶。为此，要求块料具有较高的强度（以抗压强度为标志）和抗磨性能以及规则的形状和厚度，铺砌平整，接缝嵌挤紧密，基础（基层、垫层、土基体系）坚实、稳定。

铁板铺面适用范围

1．石块铺面适用于车速v≤50km/h的道路，这不仅仅是因为小尺度和高质量的饰面在心理上起有对高速度的抑制作用，而且路面的“粗纹理”也会倾向于阻止驾驶者行车过分迅速。

2．石块铺面属绝对刚性板，有良好的受力承载性能，可较大幅度地减薄面层厚度，也经常用于承受重载而行驶缓慢车流的场所，如集装箱码头、堆场等。

3．石块铺面具有规则”粗纹理“，湿摩擦系数高，抗滑性能好，可选用于桥头、陡坡、弯道、匝道、公交站点处。

4．可选用于环境景观要求高的场所，如大剧场、宾馆、体育馆、大厦前的广场、停车场以及人行道、风景区道路、公园、学校的内部道路和其他铺砌面处，与周围环境谐调、融合，构成完整的景观、风采。

5．可用砌块铺筑各种路面标志、标线，组织引导车流、人流交通。

《铺面工程学》共13章，内容包括外部因素的一般影响，铺面结构材料的性能及其测定方法，铺面结构在荷载作用下的反应和使用性能，作为理解铺面性能和进行铺面设计的基础；阐述了铺面结构的设计方法并简要介绍了路面的施工过程和有关评价、维修的知识。