防滑降噪瀝青路面研究生科技創(chuàng)新基金項目申請書8(共14頁)

1、PAGE 1學科代碼申報項目編號資助項目編號中南林業(yè)科技大學(dxu)研究生科技創(chuàng)新基金申 請 書項目名稱：南方氣候條件下防滑降噪瀝青路面耐久性能研究申請者學號：2201300133申請者姓名：唐成陽導 師：易文所在學科：市政道路所在學院：土木工程與力學學院研究生類別： eq oac(,)非定向自籌申請日期： 2015.03.28中南林業(yè)科技(kj)大學研究生部制二一五年三月一、簡表研究項目名稱中文南方氣候條件下防滑降噪瀝青路面耐久性能研究英文Durability study of antiskid noise-reduced asphalt pavement under the southe

2、rn climates性質BA.基礎研究 B.應用基礎研究 C.高新技術研究項目號申請金額8000元起止年月2015年3月 至2016年 5月配套經(jīng)費來源0元配套經(jīng)費數(shù)額0元申請者姓名唐成陽性別女民族漢出生年月1990年08月身份證屬學科土木工程研究生類別AA.非定向、B.定向、C.自籌、D.委培入學時間2013年9月導師姓名易文導師職稱教授導師遴選時間2007年9月每年用于本項目的工作月數(shù)申請者10個月導師8個月所在學院名稱土木工程與力學學院聯(lián)系電-mail HYPERLINK mailto:270359351 6948450

3、40QQ號694845040研 究 內 容 及 意 義主題詞(3個)中文防滑降噪瀝青路面研究英文antiskid noise-reducedAsphalt pavementresearch摘 要本項目結合我國南方道路交通實際及氣候特點，通過國內外資料調查、室內和現(xiàn)場試驗、理論分析、數(shù)值模擬及鋪筑試驗路并進行長期觀測來進行防滑降噪瀝青路面的耐久性能研究，同時探究普通防滑降噪瀝青路面結構存在的主要問題及其形成機理、防滑降噪瀝青面層材料組成設計、提出防滑降噪瀝青路面的防滑、降噪、及耐久性能評價指標。二、立項(l xin)依據(jù)(包括項目的研究意義、國內外研究現(xiàn)狀分析，并附主要(zhyo)參考文獻及出處

4、)1、本項目研究的目的和意義道路交通設施的發(fā)展給人們的出行帶來了方便。但道路交通建設的發(fā)展也引發(fā)了一系列負面效應，主要表現(xiàn)在：（1）道路路面問題引起的交通事故發(fā)生率在持續(xù)增加，這給國家和個人造成了巨大的經(jīng)濟損失；（2）交通噪聲成為主要的噪聲污染源，尤其在城市其影響更為嚴重。調查研究表明，目前城市噪聲污染中交通噪聲的比例高達85，交通噪聲影響了人們的正常工作和生活，嚴重時會引起各種病癥的出現(xiàn)。引起交通事故的一個主要原因是路面抗滑性能不足，尤其是惡劣天氣條件下普通瀝青路面抗滑性能急速下降，行車不安全。據(jù)報道，下雨天發(fā)生的交通事故中有28是雨天路面排水不暢、路面抗滑性不足而引起的。雨天普通密級配瀝青

5、混凝土路面上的雨水不能及時排出，停留在路面上的雨水便形成了一層水膜，水膜的存在使車輛行駛時車輪與路面沒有足夠的接觸面積，容易因抗滑性不足而出現(xiàn)車輛漂移現(xiàn)象，增加車輛行駛時的危險系數(shù)。在我國，山區(qū)高速公路已成為公路網(wǎng)中重要組成部分。山區(qū)高速公路因受到地勢條件影響，彎道、坡陡多，嚴重影響了雨天山區(qū)高速公路的行車安全性。增大山區(qū)公路雨天排水、抗滑性是公路設計時必需重點考慮的問題之一。交通噪聲是現(xiàn)代生活中的主要污染源之一。綠化帶降噪占地多，聲屏障降噪影響駕駛員的視線，存在交通安全隱患。防滑降噪瀝青路面不僅具有良好的降噪效果，并且不會產(chǎn)生上述兩種方法的問題，因此，排水性瀝青混合料是道路交通降噪措施的發(fā)展

6、趨勢。目前國際上防滑降噪瀝青面層又稱多孔性排水瀝青面層。多孔性排水瀝青面層具有較大的空隙率，能迅速地讓路表降水滲入結構層內，從結構層內部排至道路邊緣，使瀝青路面表面保持相對干燥。根據(jù)國外的使用經(jīng)驗，與密級配瀝青混凝土相比，排水降噪瀝青路面具有以下一些優(yōu)點：表面粗糙度大，可以提高抗滑性能；通過有效降低因表面積水引起的水霧、濺水及眩光，可以提高雨天的行駛安全性；提高雨天路面標線的可視性等；降低道路沿線噪聲。因此，近年來多孔性排水瀝青面層在國外發(fā)達國家得到了廣泛的應用。我國目前對降噪瀝青路面的研究才剛起步，在許多方面都還是一片空白，很多應用都只是借鑒國外的經(jīng)驗、規(guī)范和標準，尚未形成自主產(chǎn)權的防滑降噪

7、瀝青路面設計、施工規(guī)范或標準，由于地區(qū)間的環(huán)境氣候條件存在差異，盲目借鑒必然會產(chǎn)生一系列質量問題，例如一些工程在使用防滑降噪瀝青路面的過程中出現(xiàn)了諸如松散、空隙閉塞及耐久性不足等問題，特別是湖南省多雨潮濕，空氣中塵埃多，防滑降噪瀝青路面空隙閉塞及耐久性不足等問題更容易發(fā)生，因此有必要根據(jù)湖南省交通條件，環(huán)境氣候等特征，有針對性地開展基于湖南省實情的防滑降噪瀝青路面的關鍵技術研究，使瀝青路面既達到防滑降噪的理想效果，又不會出現(xiàn)空隙閉塞及耐久性不足等問題。通過本項目的研究可以達到以下目的：能顯著提高瀝青路面的抗滑性能，提高路面行車安全； = 2 * GB3 顯著降低由于車輪與路面接觸產(chǎn)生的噪聲，緩

8、解交通噪音對道路沿線居民生活的影響； = 3 * GB3 提高防滑降噪瀝青路面耐久性能，減少防滑降噪瀝青路面在使用過程中因重載及復雜環(huán)境條件的反復作用所導致松散、空隙的閉塞及車轍等問題。對于依托工程而言，將本研究有關成果直接用于指導實體工程，可以提高工程的可靠性和科學性，提高道路交通的舒適性、安全性。2、國內外研究現(xiàn)狀分析各國對于排水性瀝青路面的研究使用狀況不盡相同，例如，美國對排水性瀝青路面的使用主要是從提高路面抗滑性能方面考慮，日本更注重路面的排水效果?；谏鲜鍪褂媚康牟煌虼嗽谘芯窟^程中的方法也各有差異。(1)歐洲歐洲作為排水性瀝青路面的發(fā)源地，對于排水性混合料的研究應用比較多，最初是

9、將這種混合料當作磨耗材料，采用這種類型的路面主要是為了提高行車安全性以及舒適性。由于這種路面具有排水性能優(yōu)良、空隙率大、降噪效果明顯等優(yōu)點，因此在歐洲這種路面得到了廣泛的推廣應用。之后，為了使排水性瀝青路面的功能充分發(fā)揮，采取雙層排水層的組合，即層采用3cm左右的細粒式排水層和5cm左右的中、粗粒式排水層的組合。實踐表明，這種雙層排水路面具有更好的功能性，其降噪幅度比單層排水性瀝青路面大4dB。1978年，法國開始引進降噪瀝青路面，但到1984年才開始在A1高速公路上大規(guī)模的使用，且使用高性能的集料（磨光值大于0.5）和高粘改性瀝青（橡膠瀝青），法國使用多空隙瀝青路面主要是為了提高雨天行車的安

10、全性能和路面的降噪性能。排水性瀝青路面英國、法國、荷蘭等國的應用最為廣泛，現(xiàn)有排水性瀝青路面證明了這種路面在提高行車安全、降低交通噪聲方面有良好的效果。其中，法國對排水性瀝青路面降噪機理和噪聲吸收機理進行了試驗研究，通過試驗路測試結果，得出了以下重要的結論：加厚式的多孔隙路面具有卓越的降噪效果，與普通排水性瀝青路面(4cm)相比可降低噪聲約4dB；與混凝土路面相比則可降低7dB，與具有表面涂層的路面相比可降低8dB。（2）美國美國應用排水性瀝青路面主要是為了增強路面表面的抗滑性，并將這種路面稱為開級配磨耗層（Open-graded friction course, OGFC），在福羅里達、德克

11、薩斯、馬蘭里、喬治亞等州際公路上作為滑罩面層而廣泛應用。調查表明，排水性瀝青混合料在各州的應用效果良好，并于2000年美國國家瀝青路面技術中心提出了新的排水性瀝青配合比設計方案。（3）日本日本對于排水性瀝青路面的研究比較深入，1987年，首次在東京鋪筑試驗路，1989年開發(fā)了一種高粘度瀝青并應用于Niigata的一條高速路上，1993年日本設立了排水性瀝青路面研究會，并且編寫了排水路面技術指南(草案)一書。截至2005年，日本的多空隙降噪瀝青路面總面積達到5000萬平方米，且仍在不斷增加。其中20%的國家公路上使用了多空隙降噪瀝青路面，50%以上的收費公路都是多孔隙瀝青路面。日本在進行排水性瀝

12、青混合料配合比設計時，選用高粘度改性瀝青以提高瀝青與集料間的粘附性。高粘度改性瀝青是指60C的粘度在20000Pa.s以上的瀝青。（4）國內目前我國在使用降噪瀝青路面研究中存在的問題主要有以下兩方面：（1）雖然鋪筑了不少的降噪瀝青路面試驗段，但由于盲目借鑒其他地區(qū)的降噪瀝青路面技術，導致其耐久性能不足；（2）沒有對降噪瀝青路面的長期性能進行觀測，一些研究只是停留在其初期使用性能上，而沒有對其性能的衰減規(guī)律展開研究。我國20世紀90年代開始嘗試使用排水性瀝青路面結構，先是在北京、廣州等大城市的市政道路上鋪設過一些排水性瀝青路面試驗路，隨后在京滬高速公路、濟青高速公路上也鋪上了試驗段。由于當時采用

13、的改性瀝青粘度較低，加之技術水平有限，試驗段上的一些路用性能指標未能達到規(guī)范要求。1997年，杭州地區(qū)鋪筑了1000m多孔性瀝青路面，1999年，上海市西藏路和田路辟通工程、延安中路地面道路和局門路鋪筑了試驗路。經(jīng)受一個冬季和夏季的考驗后，排水面層試驗段仍保持著良好的使用性能，雨天行車狀況具有明顯的改善，無積水和水濺水霧現(xiàn)象。2005年，廣西南友高速公路鋪筑了4kmOGFC試驗路，級配為OGFC-13，厚度為4cm；2007年，重慶嘉華嘉陵江大橋鋪筑了22平方米的OGFC；2007年，廈門在高架道路上鋪筑了1950m長的OGFC-13試驗路。目前我國在使用降噪瀝青路面研究中存在的問題主要有以下

14、兩方面：（1）雖然鋪筑了不少的降噪瀝青路面試驗段，但由于養(yǎng)護不力以及盲目借鑒其他地區(qū)的降噪瀝青路面技術，導致其耐久性能不足；（2）沒有對降噪瀝青路面的長期性能進行觀測，一些研究只是停留在其初期使用性能上，而沒有對其性能的衰減規(guī)律展開研究。我們湖南省雖然也開展了一些相關研究，但由于我省降雨量大，空氣中灰塵多，大空隙瀝青路面容易出現(xiàn)孔隙閉塞及耐久性能不足等問題，目前的研究未能很好地解決此問題，因而防滑降噪瀝青路面沒有得到推廣，所以，研究如何提高南方地區(qū)防滑降噪瀝青路面耐久性能，使瀝青路面既達到防滑降噪的理想效果，又不會出現(xiàn)空隙閉塞及耐久性不足等問題具有非常重要的意義。主要參考文獻1伍石生低噪音瀝青

15、路面施工與養(yǎng)護M人民交通出版社20052趙文嬌，李曉娟，韓森排水性瀝青混凝土路面空隙率研究川公路，2009，0631黃云涌，邵臘庚，劉朝暉瀝青路面抗滑試驗研究J公路交通科技，20024魏建軍，孔永健多孔低噪聲瀝青路面降噪機理的研究J黑龍江工程學院學報(自然科學版)，20045李樂洲，伍石生，毛琦美國佐治亞州交通廳OGFC的開發(fā)歷程叨中外公路2003266李矗，李天祥多孔路面排水模型J中外公路，20097沈金安開級配空隙率排水型瀝青路面J國外公路，1994，68Thomas Bennert，Doug HansonDemonstration project-the measurement of p

16、avementnoise on new Jersey pavement using the NCAT noise trailerFHWA-NJ-2003-0219 Samuel BCooper,Jr,PE，Chris Abadie，PE，Louay NMohammad，ph，DTechnical Assistance Report Number 041 TA10Prithvi SKandhal，Rajib BMallickDesign on new-generation Opengraded Friction Courses，NCAT Report No99311日本道路協(xié)會排水性鋪裝技術指南

17、東京：丸善株式會社1992三、項目研究內容(nirng)、研究目標、以及擬解決的關鍵問題1、研究內容：（1）防滑降噪瀝青路面結構特征及工程技術（2）防滑降噪瀝青面層材料組成設計（3）防滑降噪瀝青路面耐久性能研究（4）防滑降噪瀝青路面降噪性能研究（5）防滑降噪瀝青路面應用（6）防滑降噪瀝青路面長期耐久性能變化規(guī)律研究2、研究目標：（1）能顯著提高瀝青路面的抗滑性能，提高路面行車安全；（2）顯著降低由于車輪與路面接觸產(chǎn)生的噪聲，緩解交通噪音對道路沿線居民生活的影響；（3）提高防滑降噪瀝青路面耐久性能，減少防滑降噪瀝青路面在使用過程中因重載及復雜環(huán)境條件的反復作用所導致松散、空隙的閉塞及車轍等問題。

18、3、擬解決的關鍵問題（1）基于南方地區(qū)道路交通及環(huán)境條件，提出合理的防滑降噪瀝青路面結構； （2）解決骨料的最佳級配問題；（3）確定最佳瀝青用量和混合料配合比；（4）提出防滑降噪瀝青路面的防滑、降噪及耐久性能評價指標；（5）編制防滑降噪瀝青路面施工組織設計、操作規(guī)程及質量控制程序。四、擬采取的研究方法、技術路線、實驗(shyn)方案及可行性分析本項目通過國內外資料調查、室內和現(xiàn)場試驗、理論分析、數(shù)值模擬及鋪筑試驗路并進行長期觀測來進行防滑降噪瀝青路面的耐久性能研究，本項目的實施方案如下：（1）防滑降噪瀝青路面的材料組成設計防滑降噪瀝青路面的材料要求防滑降噪瀝青路面的材料組成選擇（2）防滑降噪瀝

19、青混合料配合比設計及瀝青混合料的性能試驗防滑降噪瀝青混合料礦料級配設計防滑降噪瀝青混合料的最佳瀝青用量防滑降噪瀝青混合料的技術性能指標（3）防滑降噪瀝青路面的結構設計防滑降噪瀝青路面的結構設計參數(shù)試驗防滑降噪瀝青路面的結構組成設計 防滑降噪瀝青路面的排水設計（4）理論分析和數(shù)值模擬 通過理論分析和數(shù)值模擬進一步對防滑降噪瀝青路面進行優(yōu)化設計，使各項指標達到最理想狀態(tài)。（5）防滑降噪瀝青路面的施工技術防滑降噪瀝青路面的施工工藝查閱相關文獻，通過現(xiàn)場調查、示范工程施工，分析、總結防滑降噪瀝青路面的施工工藝；防滑降噪瀝青路面的施工質量控制根據(jù)國內外相關文獻及本項目研究成果，分析影響防滑降噪瀝青路面施

20、工質量的主要因素和步驟，并確定其控制標準值。（6）防滑降噪瀝青路面的示范工程修筑及檢測防滑降噪瀝青路面的路用性能檢測主要進行防滑降噪瀝青路面的外觀指標、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞特性、透水性和抗滑性檢測。防滑降噪瀝青路面防滑降噪性能檢測防滑降噪瀝青路面長期性能檢測a、防滑降噪瀝青路面的長期路用性能跟蹤檢測；b、防滑降噪瀝青路面的長期防滑降噪性能跟蹤檢測。擬采用的技術路線如下圖：國內外相關資料普通防滑降噪瀝青路面結構問題分析典型地區(qū)(技術)調查研究理論分析數(shù)值模擬環(huán)境條件、參數(shù)及交通荷載防滑降噪瀝青路面結構特征路面結構設計和參數(shù)彎沉控制應力驗算指標體系參數(shù)取值初擬路面結構方案防滑降噪

21、瀝青路面性能研究材料試驗結構試驗分析、調整依托工程施工技術要求與質量控制試驗路方案及實施設計方案工程實施施工工藝與質量控制跟蹤觀測與驗證抗滑效果降噪效果耐久性項目總結修正五、項目研究工作的進度(jnd)安排2014年3月至2014年5月已完成了國內外相關技術的調研與分析2014年6月至2014年11月已完成了室內試驗、數(shù)值分析2015年12月至2015年2月已制定了試驗路方案和施工技術要求,鋪筑了試驗路2015年3月至2015年10月試驗路跟蹤觀測和分析2015年11月至2016年3月項目總結，撰寫研究報告六、本項目的創(chuàng)新(chungxn)之處與預期的研究成果：本項目的創(chuàng)新之處（1）能顯著提高

22、瀝青路面的抗滑性能，提高路面行車安全；（2）可以顯著降低由于車輪與路面接觸產(chǎn)生的噪聲，緩解交通噪音對道路沿線居民生活的影響；（3）能提高防滑降噪瀝青路面耐久性能，顯著減少防滑降噪瀝青路面在使用過程中因重載及復雜環(huán)境條件的反復作用所導致松散、空隙的閉塞及車轍等問題。預期成果（1）提出耐久性防滑降噪瀝青路面的最佳材料組成以及最佳配合比；（2）提出耐久性防滑降噪瀝青路面的最理想的結構設計及典型路面結構；（3）解決普通防滑降噪瀝青路面在使用過程中出現(xiàn)的松散、空隙閉塞及車轍等問題，顯著提高防滑降噪瀝青路面耐久性能；（4）基于南方地區(qū)的交通、環(huán)境氣候條件，形成一套系統(tǒng)、完整的防滑降噪瀝青路面施工技術標準，

23、編制施工技術指南；（5）發(fā)表學術論文1-2篇。七、研究(ynji)基礎1、與本項目有關研究工作積累和已取得的研究工作成績（包括成果名稱、完成時間、發(fā)表論著目錄）1、導師易文教授多年來一直從事道路工程方面的研究工作。已主持完成“防滑降噪瀝青路面在長沙市快速干道上的應用”；“機制砂混凝土性能研究”；“SBS改性瀝青性能技術研究”；“危巖、崩塌路段公路邊坡穩(wěn)定性研究”，正在主持“高性能防滑瀝青路面研究”，參與“膨脹土非線性流變特性研究”。近年來發(fā)表的學術論文主要有：第一作者發(fā)表了論文近三十篇。其中EI 收錄八篇，現(xiàn)列舉部分論文如下：(1)Study on Rutting Of Asphalt Pav

24、ement, Advanced material reseach,2011(1):1096-1100, EI收錄(2)Application of grouting technology，Advanced material reseach,2011(1):471-475, EI收錄(3)An Experimental Study on Pulverized Fuel Ash Concrete ，ASCE,2009(8):132-138, EI 收錄，(收錄號：20095112551142)(4)Zhuque Hole landslide disaster research，ASCE,2009(8):101-108, EI 收錄 (收錄號：20095112551199)(5)Study the relationship of accummulation residual strain and the loading number of completely decomposed grainite and cement improved soil，Advanced material reseach,2011(6), EI收錄(6)機制砂混凝土性能研究，中外公路2008（3）(7)機制砂混凝土強度與變形試驗研究，中南林業(yè)科技大學學報2008（6）2、本人參與并完