文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
环境变化对半刚性沥青路面极限轴载的影响
姓名:张华
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:曾梦澜
20100515
摘要我国经济的繁荣促进了交通事业的发展,同时由于种种原因,也带来了日益严重的重载、超载现象。沥青路面由于重载、超载导致的路面结构一次性破坏也越来越严重,加之环境作用的影响,损坏程度日益加剧。本文在总结国内外研究成果的基础上,结合我国沥青路面的气候特点,针对我国交通重载和超载导致的路面结构一次性破坏现象,探讨了环境因素变化对半刚性沥青路面极限轴载的影响。在不同的环境温度下,考虑沥青混合料的粘弹性力学性质,利用沥青劲度模量与沥青混合料劲度模量之间的关系,确定沥青层的模量;在不同的环境湿度条件下,考虑土基模量对水分的敏感性;采用件进行计算,确定了各结构层层底弯拉应力等于材料抗拉强度时的极限轴载值。理论分析表明,路面温度是影响沥青路面极限轴载的一个重要因素。极限轴载随着路面温度的升高而减小;路面温度越高,路面结构所能承受的荷载作用就越小,路面越容易出现一次性加载破坏。土基湿度是影响沥青路面极限轴载的另一个重要因素。土基干湿状态越好,回弹模量就越大,极限轴载也越大。结构层厚度也是影响沥青路面极限轴载的一个原因。相同的路面结构沥青面层厚度越大,极限轴载越大,受温度影响的程度也越大;基层厚度越大,路面极限轴载越大;底基层厚度越大,路面极限轴载也越大。对于本文计算的路面结构,随着路面温度从一℃增加到℃,极限轴载最小降低了%,最大降低%:土基模量从龃蟮时,对于不同温度,极限轴载最小增加了%,最大增加关键词:半刚性沥青路面;环境因素;路面温度;土基湿度;极限轴载%。硕:貉宦畚
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第滦髀课题研究背景随着我国经济的蓬勃发展,公路建设日新月异,特别是改革开放以来,我国高等级公路建设得到突飞猛进的发展。高速公路的建设和使用,为汽车快速、高效、安全、舒适地运行提供了良好的条件。进入“十一五诩洌ü纷芰持续增长,截至年底,全国公路总里程达蚬ɡ铮壬夏昴┰黾万公里;全国等级公路里程蚬ɡ铮壬夏昴┰,比上年末增加蚬ɡ铮桓咚俟吠破三千公罩的省为觯直鹗牵汉幽公里⑸蕉公里⒐愣公里⒔公里⒑颖公里驼憬公里尽管如此,我国作为一个发展中国家,沥青路面技术的研究起步较晚,经济基础较差,受石油资源开发进程的约束,我国石油沥青筑路技术发展受到一定程度的制约,施工水平也有限,再加上气候和交通荷载条件恶劣,车辆超载严重,对道路的考验比较严峻。从沥青路面使用情况上看,我国沥青路面使用状况与国外沥青路面的使用状况相比相差很大,路面损坏情况更加严重。在国外,虽然许多沥青路面的使用寿命不超过~辏暌陨系纳杓剖倜幸欢ú罹啵ü谛矶嘧罱藿的高速公路有些通车仅年路面就已经大面积破坏,有些通车仅鲈戮涂始出现破坏迹象,不到昃陀捎诖竺婊苹笛现囟坏貌唤で嗷炷撩娌铣刨后重新铺筑心一鹗志H恕S牍獾脑缙谒鸹迪啾龋夜穆访嫠鸹蹈早,路面在整体结构发挥其整体抗疲劳作用之前就已经损坏,损坏情况更加严重。早期损坏的频繁发生引起了我国道路部门的普遍重视,许多研究人员对沥青混凝土路面的损坏状况和原因进行了一些调查分析。结果显示,造成我国沥青路面早期损坏的原因很多,车辆超载就是最主要的原因之一。公路超载运输是随着人类社会生产力水平不断的提高而产生的。由于科学技术的进步,厂家生产的设备向着大型化、重型化的方向发展,要把这些设备运输到使用单位,在众多运输方式中,公路运输较为方便快捷。公路运输和汽车制造部门,为了适应发展的需要,提高自身的经济效益,很容易忽略现有公路网的技术状况,片面发展重型、大型货运车辆,使公路上通行的重、大型货运车辆增加。而作为交通运输基础设施的公路,由于建设时间长、投资大、分布广等种种原因,硕宦畚
难以与车辆大型、重型化的发展同步发展。在发达国家,重载交通主要体现为向货运集装箱、大型化、多轴化方面发展;在我国,重载交通除了体现在货运集装箱、大型化、多轴化以外,往往更多的反映在车辆的超重超限上,即运输车辆轴重超过了有关法律所规定的限值,超过了有关设计的标准。目前,我国检测到的超载车辆,轮胎对地压强高达朔苫德涫钡亩缘爻寤餮骨俊?蒲人员研究发现,当汽车轴载超过标准轴载一倍时,行驶公路一次相当于标准车辆行驶沥青路面危惺凰嗷炷谅访次。我国监测到车辆最大单后轴载重量达吨,这种车辆行驶水泥公路一次,相当于标准车辆行驶虼巍。过大的轴载可以使路面结构层应力达到材料的极限强度,造成一次性破坏,大大减少了道路的使用寿命。自然环境的影响是造成我国沥青路面早期破坏的另一个重要原因。路基路面结构直接暴露在大气之中,其路用性能和稳定性等受到