文档介绍：同济大学交通运输工程学院
博士学位论文
重载条件下沥青路面疲劳响应及设计方法研究
姓名:谢军
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:郭忠印
20060801
摘要近年来,随着国民经济的迅速发展,我国道路交通状况发生了巨大的变化,重载交通已成为普遍存在现象。在这种情况下,沥青路面在使用过程中出现了针对沥青路面的疲劳破坏国内外进行了大量的研究,但相关力学分析研究试验方法、试验条件下得出的,各自有其具体的适用范围;同时现有的沥青路面结构设计方法中考虑了一些和沥青路面路用性能相关的指标和方法,但很少针对路面的损坏模式和破坏机理来选择相应的设计指标和标准,以达到控制路基于上述背景,论文主要从重载下沥青路面的损害模式、沥青混合料疲劳模型及考虑沥青路面疲劳破坏的路面结构设计方法等三个方面进行了研究。交通的主要特征。研究认为重载交通特征主要表现为重轴载、交通量大和胎压高三个特点。其应力应变规律。同时实地调查重载条件下典型路段沥青路面发生破坏的主要特点及破坏特征,在重载条件下沥青路面破坏主要集中在轮迹带及其附近位置,以纵向裂缝和车辙变形破坏为主。综合力学分析结果和路况调查结果,采用强度理论和疲劳理论,分析了沥青路面的破坏原因,得出沥青路面的主要损害模论文分析了疲劳寿命的主要影响因素,并结合理论分析结果,采用三种沥青混合料,应用均匀实验设计方法,进行了不同温度、频率、应力比水平等试验条件下的间接拉伸疲劳试验,提出了适应于常规荷载和重载条件的基于沥青饱和度、温度、频率、初始应变及初始劲度模量的沥青混合料疲劳模型,并与国内外模型进行了对比分析,结果表明论文模型具有较好的比对性,可用于沥青混合料疲劳寿命的预估。同时提出了沥青混合料动态模量回归模型,并提出不同形式的路面早期损害,其中疲劳开裂损坏已成为沥青路面的主要病害之一。很少单独分析沥青路面疲劳破坏机理;而目前国内外主要疲劳模型是在不同的面相关损坏的目的。论文首先对重载交通进行调研和现场调查,分析了交通轴载谱,得出重载论文选取不同典型沥青路面结构,采用有限元方法针对重载交通的特点进行了路面结构力学响应分析,其中重点分析了沥青路面结构面层的力学响应及式及破坏机理。
了动态模量推荐值。在以上工作的基础上,结合沥青路面损害模式及破坏机理,论文以现行规范为基础,结合目前国内外沥青路面设计方法,从沥青路面疲劳破坏角度出发,提出了在重载条件下控制沥青路面疲劳开裂的设计指标、疲劳标准及设计方法。并进行了轴载换算、沥青面层容许拉应力计算公式等内容的研究,提出了设计流程图,给出了典型算例。并提出了重载交通下沥青路面设计及路面结构组合关键词:重载,非均布荷载,力学响应,损害模式,疲劳机理,动态模量,均的建议。论文最后对依托工程多段试验路进行测试,以验证理论分析及相关成果的合理性与正确性。匀实验设计,疲劳模型,疲劳指标,设计方法摘要Ⅱ
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第乱研究背景沥青路面具有无接缝、平整度好、噪音低、振动小、施工期短、养护维修用沥青材料修建了相当数量的公路和城市道路沥青路面,而且沥青路面成为了沥青混凝土路面。随着我国国民经济和现代化交通运输发展的需求,沥青路面近年来,为了适应国民经济的发展及客货运输日益增长的需要,我国高等级公路上交通量不断增大,重载交通越来越普遍,重型车辆不仅数量上有较快现象并有增长的趋势。在这种交通荷载条件恶劣,车辆超载严重,轴载不断增加的情况下,从已影响了道路的使用功能和服务质量,其中疲劳开裂已成为沥青路面的主要病害之一,它和沥青路面永久变形、低温开裂成为了道路工作者研究的