文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
高等级公路沥青路面使用性能极限状态的研究
姓名:王辉
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:孔永健
20060301
摘要在路面破损状态方面,本文以我国道路最为普遍的病害——裂缝为研究对早期损坏是目前我国高等级公路路面普遍存在的问题,绝大部分沥青路面在远未达到设计年限时就出现大量的裂缝、沉陷、坑槽等病害,严重影响了路面的使用性能。在路面维修和养护工作中,目前道路管理者往往是凭经验判断路面的破损情况。由于沥青材料的复杂性和道路受外界影响的多样性,人们对沥青路面的损坏程度,损坏机理和破损发展趋势没有清晰统一的认识,对沥青路面使用性能的极限状态缺乏严谨的理论基础指导。针对现状,本文从路面平整度和路面破损状况两个指标出发,对沥青路面使用性能的极限状态做了一些探讨。在路面平整度方面,本文从道路使用者的角度,通过对美国联邦公路局有关数据的分析,引入了可接受度的概念。并把可接受度运用到我整度指数对可接受度的隶属函数。通过对两整度指标临界值。象,运用断裂力学中关于应力强度因子的分析,对路面裂缝随时间的发展趋势做了深入的研究。在此研究的基础上,文章提出了路面破损状况慕ㄒ榧限值,并运用弯沉和模量理论以及马尔可夫矩阵对此极限值进行了验证,检验结果表明该极限值在一定程度上与实际养护经验程度上与实际养护经验相符合。关键词:路面使用性能极限状态砂词芏萈应力强度因子北京交通大学硕士研究生学位论文
第一章绪论研究背景公路交通在国民经济和人民生活中占有极其重要的地位,是衡量一个的重要标志。近十几年来,随着我国经济的快速发展,公路建设事业蒸蒸日上。据统计,截至年底,我国公路通车总里程约蚬ɡ铮邮澜绲谌唬渲懈咚俟反万公里。高速公路的建设有力地带动了沿线地区经济的发展,显示出了巨大的经济效益和社会效益。根据交通部的规划,“十五”期间,我国的高速公路通车里程将超过万公里,“五纵七横”国道主干线将建成万公里,并争取年基本完成国道主干线的建设。】【俊】【在通车里程迅速增加的同时,我们也应注意到,随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高,公路交通量和交通荷载也在不断增加,机动车的轴载等级及总数量与过去相比都发生了很大的变化,公路客、货运输任务日益繁重,很多现有公路的设计等级达不到要求,甚至刚建成不久的公路也出现交通量过大、负荷过重的现象,公路建设仍不能满足当前公路运输发展的要求。在过重的交通荷载和自然环境的综合作用下,公路路面结构普遍出现了不同程度的早期破坏或破损现象,并且随着时间的推移日益严重,直接影响了公路的服务能力和运营效益。因此,必须通过维修和技术改造途径提高其技术等级,延长其使用寿命。而维修或技术改造的科学性、经济性,则应建立在对现有公路路面结构性能的科学评价与预测的基础上。同时,也只有对现有公路路面结构性能进行科学的检测和评价,才能从中发现在路面工程第一章绪论
鉴于高等级公路路面破坏的现状,功能性破坏占了很大比重,而以往以路面的规划、设计、养护和管理中存在的不足和缺陷,从而有利于在工程建造的初期或使用过程中加以改善或控制。众所周知,公路路面结构是一个复杂的系统,影响路面结构性能的因素很多峁埂⒉牧稀⒐ひ铡⑹褂玫,且关系复杂,涉及到工程设计、施工和使用各个环节,并且绝大部分因素都具有不确定性。一方面,路面设计、修建过程中存在不可避免的误差,使得路面结构自身的各项性能参数负纬叽纭强度、模量等薹ū3帜掣觥昂愣ǖ闹怠薄R簿褪撬担飨钚阅懿问哂胁确定性:另一方面,路面结构工作时的实际环境条件颉⑺摹⒙坊С等胪獠孔饔荷载、温差等膊豢赡苡肷杓剖钡募俣ㄍ耆呛希獠刻跫参数的作用也是不确定的。由此可见,不确定性是路面结构的本质属性。在以往的研究中,由于科学技术水平的限制,对许多因素的不定性分析遇到了困难,不得不采用一些假定,甚至忽略部分因素。即使对不定性的考虑,也大都侧重于因素的随机性。近年来,随着系统科学、计算机技术和应用数学的迅速发展,使得对路面结构性能的不确定性评价与预测成为可能。当前,强度为控制指标的设计准则已渐渐不能满足对使用性能的控制要求,因此人们把更多的目光投向了沥青路面的使用性能控制上。年譨虸首次提出使用性能的概念,给出了路面使用性能的经典定义,即“路面服务能力的演变历程”,按此定义提出了庖皇褂眯能指标,在很长的时间内,路面的使用性能就是指路面的服务能力。但自从年美国将“基于性能”作为Ⅱ强的主要研究思想以来,路面性能的覆盖范围被不断扩大,包含了路面行驶质量、损坏状况、结构的力学反映、行驶安全性以及路面材料的疲劳、变形、开裂、老化特性等各方面的含义,成为一个泛指路面和各种技术行为的术语。为了规范路面使用性能的