我国高速公路的早期破坏较为严重,路面使用寿命过短会造成道路建设资源的浪费和对社会发展的不利影响。由于半刚性基层材料的收缩特性而导致的反射裂缝仍然为半刚性基层路面的主要破坏模式,因此研究和发展更多样化的基层材料来避免反射裂缝问题显得尤为重要。全厚式长寿命沥青路面在使用年限内只允许出现“自上而下”的破坏,故基层的疲劳寿命已成为整个路面结构使用寿命的瓶颈。本文针对全厚式长寿命沥青路面基层这一特殊层位,展开对基层材料疲劳性能的深入研究,可为全厚式长寿命路面设计提供参考。 ⑴在材料组成设计当中,本研究选择了5种级配的沥青混合料作为基层材料,分别进行配合比设计,确定其最佳沥青用量。并结合基层抗变形能力和抗水损坏能力的需要,进行了车辙试验和水稳试验性能检验。 ⑵对室内小梁弯曲疲劳试验进行了深入详细的研究。重点对试验加载模式进行了研究,通过对层底应力应变状态的分析,表明应变控制模式更符合路面实际受力状态,并对其它试验条件逐个进行了研究,提出适合基层材料疲劳性能试验的方案。对以上5种级配的混合料进行了疲劳试验,回归出各自的疲劳寿命预估方程。 ⑶对影响沥青混合料疲劳性能的因素进行了正交试验分析。选择具有代表性的级配、沥青品种、油石比、应变水平、间歇时间和试验温度作为疲劳性能的影响因素,采用正交试验设计法安排疲劳试验,对因素进行了直观分析和方差分析,并对各因素的影响规律进行了研究,为基层材料的抗疲劳设计提供了依据和指导。 ⑷对沥青混合料的疲劳极限进行了研究,疲劳极限理论是全厚式长寿命沥青路面设计的理论基础。通过对我国沥青路面设计方法与国外长寿命路面设计方法的比较,本文采用基层层底弯拉应变作为全厚式长寿命沥青路面的设计指标,并对全厚式长寿命沥青路面进行了可靠度设计,为全厚式长寿命沥青路面结构组合设计提供了参考方案。