文档介绍：重庆交通大学
硕士学位论文
半柔性基层沥青路面设计及力学响应分析
姓名:饶建成
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:韩道均;陈仕周
20080401
摘要在我国,半刚性基层沥青路面是高等级沥青路面的主要形式,但我国设计出来的半刚性基层沥青路面基本上达不到设计年限要求,使用初期的头几年就发生车辙,沉陷,网裂等破坏现象,极大的缩短了公路的使用寿命,严重地影响了路面的正常使用,甚至造成死伤性交通事故。面临严峻的新建半刚性基层沥青路面的早期损坏防治任务和严重的半刚性基层沥青路面的维护改造任务,如果采用以新换旧的思路,那么半刚性沥青路面的早期损坏将永远得不到解决。因此以新换旧的处理方法也只能稍微延长路面使用寿命起到掩人耳目的作用。本文借鉴国内外沥青路面设计方法的基础上,对国内沥青路面设计指标进行了适当的增加以控制真实的路面损坏。通过对半刚性材料和柔性材料的优缺点分析,提出了介于半刚性与柔性材料之间的半柔性材料作为路面基层。因为半柔性材料即具有了半刚性的刚度特征,又具有一定的柔性材料的耐疲劳和抗温缩特征,因此设计出合理的半柔性基层沥青路面结构能很好的解决我国沥青路面早期损坏问题,延长沥青路面使用寿命。本文通过应用引入的土基顶面压应变作为重要控制指标,充分考虑环境温度应力的影响,对半刚性基层沥青路面和半柔性基层沥青路面作了深入的力学响应分析比较,指出半刚性基层沥青路面弊端,确定了合理的半柔性基层沥青路面设计方法和典型的结构组合。最后本文对损坏的半刚性基层沥青路面进行了裂缝应力分析,同时考虑土基应变和温度应力影响,得出了能适应环境温度和裂缝应力的半柔性基层沥青路面结构。本文旨在突破我国传统的沥青路面设计理念和惯用半刚性材料作为沥青路面基层的僵局,以便引出对沥青路面设计和新材料应用的新思路,以期为解决目前遇到的高等级半刚性基层沥青路面早期损坏起到引导作用。关键词:沥青路面;早期破坏;半柔性基层;泡沫沥青混合料:温度应力;有限元;裂缝应力摘要
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指导教师签名:缈拗日饭¨捌秒日期:啬曛性露嗳麟重庆交通大学学位论文原创性声明重庆交通大学学位论文版权使用授权书日期:砂巧年夕月厂日卜尹№本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本学位论文作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。人承担。
,修建的高等级道路多已柔性沥青路面为主,由于修建范围广,修建时间短,积累的柔性路面修建经验不足,目前已有不少已建柔性路面发生不同程度的破坏,因此道路改建,道路维修与新建任务同等重要。九十年代以来,我国柔性路面一直推行强基薄面的思想,认为可以减小沥青面层厚度,降低工程造价;其中最典型的强基薄面路面结构是水泥稳定碎石为代表的半刚性基层,使用过程中发现该结构组合先后出现了早期水损,基层裂缝等许多早期病害,虽然国家交通部对此进行过专项公关研究,但强基薄面的结构组合却也一直没有改变,沿用至今。路面破坏的影响因素有很多,从路面结构设计方面来看。我国柔性沥青路面的结构设计,采用了力学与经验相结合的办法,基本采用纳杓扑悸罚择了以路表弯沉,面层,基层层底拉应力为控制指标。该设计方法基于路面为层状弹性体系的力学假设模型,但我们知道沥青混合料在高温时表现为粘性,低温表现为弹性,属粘弹性材料,这与设计假设模型材料存在差异。传统的设计方法,考虑因素甚少,仅考虑了理想的弹性体系模型,荷载则只考虑了瞬间车辆作用荷载,对于出现裂缝断裂等可能发生几何非线形问题,均未给予考虑计算。经过近几年的公路运营,发现高等级沥青路面早期破坏严重,除施工不合理,车辆超载,路面材料性能不稳定等因素外,路面设计方法与结构层材料类型选择也是主要因素之一。沥青路面过早的出现损坏,严重影响了车辆交通舒适性,甚至发生不安全事件,另外路面的过早进入维修与反复维修改建对经济发展都不利,造成了公路运营的间断性,降低了交通运营效率,阻碍了社会发展。针对大量的改扩建工程与新建沥青路面,从降低造价,施工方便等方面考虑,选用旧沥青混合