本文是一篇土木工程论文，本文对拉萨地区的花岗岩与卵砾石与昆明地区进行了多项指标的分析对比：包括石料的性质、沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能与抑制断裂的性能，综合以上四种性能的对比得出以下结论：（1）通过石料物理性质试验与马歇尔试验得出：拉萨地区的花岗岩与卵砾石的密度均小于昆明地区的石灰岩；而花岗岩与卵砾石磨耗值与压碎值均大于昆明地区的石灰岩；花岗岩与卵砾石通过添加 0.3%的 PA-1 抗剥落剂，其粘附性满足路面的规范指标；
第一章 绪论
1.1 本课题研究的背景和意义
“十三五”期间，随着“一带一路”、“京津冀协同发展”、“长江经济带开发”三大战略的落实，我国的公路建设行业迎来广阔的发展前景。据统计，截止到 2020 年，全国各省高速公路总共有 17 万公里高速公路里程实现通车，在 2019 年的基层上新增了4.6 万公里，比 2019 年高速公路的里程数增长了 37%。其中，内蒙古、广东、广西、甘肃、河北五个省在在全国范围内对公路交通事业的投资规模比较大，2020 年，五省加起来总共有超过 2600 公里的高速公路新增里程，占全国高速公路新增里程的 5.7%，成为全国高速公路建设投资的热点地区，2019 年全国其他地方也加大对公路的投资规模，其中新疆计划完成重点干线的公路项目 40 个，预计投资总额为 526 多亿元、同比增长率接近 23%；河北省计划投资总额为 550 多亿元，建设里程达 1170 多公里；山西省计划投资总额达 60 亿元以上，包括新建的与改建里程为 170 公里。预计到 2030 年，通过对交通规划建设的研究，交通运输需求量将是现在的 3～4 背，我国提出了一个覆盖全国基础性公路交通网。根据《国家公路网规划(2013-2030 年)》数据显示，我国计划在 2030年以前建成一个覆盖全国所有县的基础性交通网，总规模为 40 多万公里的公里里程，计划投入资金大约为 4.7 万亿元。我国加大对公路交通业的投入，有利于公路交通运输业的发展，为全国人们提供了便利的交通设施。
中央第六次西藏工作座谈会召开五年以来，西藏地区的公路交通事业也发生了巨大的变化。在“十二五”期间，西藏地区累计在公路交通行业的投资资金为 679 亿元。但由于西藏地区疆域辽阔，气候恶劣，公路的修建比较困难，目前的公路规模并不能满足西藏地区交通运输的需求；于是在“十三五”期间，国家加大对西藏地区公路交通行业的投资规模，到 2020 年底，全区完成对公路交通事业的投资至今为 2515 亿，将近“十二五”期间的 3 倍。2020 年底，全区公路将有 11.6 万公里实现通车，公路里程数比“十二五”期间增加了 3.7 万公里，增加了 47%。与西藏和平解放时相比，西藏地区公路总里程已经突破 10 万公里的大关，西藏地区的公路交通已经发生了翻天覆地的变化。
1.2 国内外研究现状
在我国,卵砾石通常作为路面基层的材料，按一定级配组成的卵砾石通常添加一定的无机粘结料作为高等级路面的基层，不添加无机粘接料的只能适用较低等级公路的基层;在卵砾石资源比较丰富的地方，也尝试用于低等级路面的面层但是效果并不好；但国外对卵砾石却有了一定的研究基础，特别是在澳洲和西亚的一些国家，大力推广使用卵砾石作为路面的基层与面层并制定相关的规范与路面结构设计指标[3]。
花岗岩属于硅质岩类，属于酸性石料，因为沥青中含有沥青酸，所以花岗岩与沥青的粘接强度的问题一直道路研究的重点问题；因为我国的花岗岩资源丰富，比较容易获取，所以花岗岩用于路面的研究也没有停止；广西公路研究院通过对花岗岩沥青混合料的研究分析，认为只要有相应的措施解决花岗岩沥青混合料粘附性的问题，就可以在路面面层上使用，而且具有很好的路用性能；江西省公路研究院对花岗岩沥青混合料进行改性，通过系统的水稳定性试验与高温稳定性试验分析，发现花岗岩可以作为路面才料，并开始投入对花岗岩沥青混合料的施工工艺的研究。
目前国内外越来越多的道路学者对沥青路面抗裂性能进行了研究，并取得了大量研究成果。例如：XJLi＆M.Marasteanu 研究发现，温度、加载频率和裂纹的初始长度是影响沥青混合料的断裂能最主要三个因素。郑建龙、应荣华和张启森通过开裂梁的纯弯曲试验研究对沥青混合料的延迟开裂性能进行研究[4]。发现不同的试验温度条件下沥青混合料的断裂韧性，以及在不同的载荷水平条件下的裂纹扩展规律；曾梦兰、马正军和伊婷基于断裂力学原理与损伤理论探讨沥青路面疲劳寿命的预测方法，唐学松与郑建龙通过建立了沥青路面反射裂缝损伤力学的守恒积分对路面反射裂缝寿命进行预测[5]；Wistuba 研究了沥青路面结构在荷载与温度的共同作用下，发现了路面的临界应力分布情况，并用于沥青路面低温纵向裂纹的风险的评估[6]。Huang 考虑了骨料的级配，以及骨料与沥青的附着力以及在拉伸应力作用下骨料与沥青之间的界面破坏。获得并验证了沥青混合料在低温下的拉伸应力与试验结果之间的合理关系[7]。杨涛提出，低温条件下材料的脆化和较高的模量是导致路面疲劳裂纹的原因。袁海青认为，载荷是造成疲劳裂纹的主要原因[8]。李维生的研究指出，道路投入运营后，当载荷作用次数达到疲劳寿命时，就会发生开裂。
第二章 沥青混合料配合比设计及其性能分析
2.1 原材料的性能与检测
2.1.1 沥青的指标
拉萨市东环线北线建设项目的路面材料选用本着就地取材，施工方便的原则。沿线的片块石材料较贫乏，且运距较远；卵砾石、砂料多储存在拉萨河滩，储量比较丰富；料石场位于古荣乡和纳金乡，以花岗岩为主，储量一般；其它材料均以外购为主，沿线有拉萨至林芝高速公路、国道 G318 线、国道 G561 线等多条地方道路，交通运输较便利。料石场出露的基岩以花岗岩为主，部分为石英砂岩和硅质岩。本文就基于当地常用的卵砾石与花岗岩作为沥青混合料集料进行路用性能的实验研究（与昆明地区的石灰岩作对比）。拉萨地区料石场生产的卵砾石粗集料有三档料：1#料（粒径范围 20～30mm）、2#（粒径范围 10～20mm）、3#（粒径范围 0～10mm）；花岗岩粗集料也有三档料：1#（粒径范围 20～30mm）、2#（粒径范围 10～20mm）、3#（粒径范围 0～10mm）；昆明地区的石灰岩选用同拉萨地区一样的粒径范围的三档料；细集料为当地生产的机制砂。
沥青在沥青混合料中将所有的骨料粘结在一起，形成一个整体，但是沥青由于受温度影响的敏感性强，在炎热的夏天，沥青的硬度比较低，在荷载的作用下容易发生变形；在寒冷的冬天，沥青的硬度较高，但容易开裂；沥青的性能对沥青混合料的路用性能取决定性作用。
本文沥青采用 90#基质沥青，沥青性能的试验指标结果如（表 2-1）。
2.2 沥青混合料的配合比设计
2.2.1 花岗岩沥青混合料的配合比设计
沥青路面水损害现象主要由路面荷载、路面材料本身的性质、温度与降雨等多种因素导致，因此沥青路面水损坏问题很难解决，为了避免与减少水损害发生，需提前采取队路面水损坏的预防控制措施，必须从沥青混合料的级配设计进行提前调整控制；对沥青混合料水稳定性进行检测，采取相应的措施提高沥青混合料的水稳定性有利于降低沥青路面水损坏的发生[32]。
沥青路面上水损坏的主要原因是骨料与沥青之间的粘合力不足。骨料表面的沥青涂层被水代替。在行车荷载作用下，路面变松散、开裂、坑槽等。因此，为了减少沥青路面水损坏的发生，需要沥青与骨料之间的结合强度，确保骨料表面上的沥青不容易脱落。在室内实用而系统的沥青混合料耐水蚀性主要从骨料与沥青的粘附性和沥青混合料的水稳定性进行评价分析[33]。
通常实验室对沥青混合料水稳定性进行评价的评价方法有两种：残留马歇尔稳定度与残留劈裂强度。本文分别使用这两种试验方法对沥青混合料的水稳定性进行评价，沥青混合料残留马歇尔试验：每个配合比制作两组，每组四个，一组泡在 60℃恒温水浴中持续 30 分钟，另一组泡 48 小时。通过对比两组试件的稳定度与流值指标对沥青混合料的水稳定性进行评价，流值与稳定度试验设备如（图 2-19）及其试验结果如（表 2-34）。
根据试验结果分析，每个级配均满足的浸水马歇尔指标均满足规范指标，残留稳定度 MS 均大于 85%，从试验结果来看，残留稳定度 MS：昆明地区的石灰岩＞拉萨地区的花岗岩＞拉萨地区卵砾石，从这一指标上来看，昆明地区的石灰岩沥青混合料的水稳定性最好，其次是拉萨地区的花岗岩沥青混合料，水稳定性最差的是拉萨地区的卵砾石沥青混合料。
第三章 疲劳 损伤与断裂的相关理论 ........................... 37
3.1 疲劳强度与疲劳失效特征 ..................................... 37
3.1.1 疲劳强度与疲劳失效 ................................... 37
3.1.2 结构疲劳失效特征 ...................................... 37
第四章 沥青混合料动态拉伸抗疲劳性能研究 ............................ 49
4.1 试验方法 ...................... 49
4.2 实验条件与试件的制备 .................................. 50
4.3 沥青混合料抗疲劳性能分析 ..................... 52
第五章 沥青混合料抑制裂纹扩展研究 ......................... 61
5.1 疲劳裂缝的扩展速率 .................
