文档介绍：东南大学
硕士学位论文
沥青路面结构车辙模拟及抗车辙性能研究
姓名:付凯敏
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:黄晓明
20080105
沥青路面结构车辙模拟及抗车辙性能研究摘要车辙是目前我国高等级沥青路面的主要病害之一。国内进行沥青路面设计时,普遍是沥青路面的车辙与沥青层的厚度关系很大,沥青层越厚,抗车辙性能就越差。加上我很严重,这与当初的设想相差甚远。为此,本文将进行不同沥青路面结构车辙模拟,分为了进行沥青路面结构车辙性能分析,本文对所选定沥青路面结构采用的路面材料配碎石弹塑性参数参考以往文献确定。然后,借助前期二次开发的修正浔分析了不同沥青路面结构车辙发展规律以及抗车辙性能。同时,变换沥青层厚度,考查关键词:沥青路面结构,车辙模拟,抗车辙,蠕变模型,子程序,半刚性基层,认为,一是半刚性基层沥青路面抗车辙性能强,而柔性基层沥青路面抗车辙性能差:二国沥青路面结构设计采用的是弯沉和弯拉应力指标,致使国内千篇一律地采用“强基薄面”的半刚性基层沥青路面。而目前这种路面结构存在着早期病害的问题,车辙破坏也析其抗车辙性能,考察沥青层厚度与车辙的关系,重新审视路面结构、沥青层厚度与车辙的关系。以期改善目前我国沥青路面结构单一的问题,并能为高温、重载条件下沥青路面结构选择以及厚度设计提供参考依据。本文主要采用有限元软件进行沥青路面结构车辙数值模拟计算,而有限元软件自带的时间硬化蠕变模型不能反映出沥青混合料的粘弹性变形特性。为此,本文首先对此蠕变模型进行了改进,采用能够更好地表征沥青混合料变形特性的修正P停柚鶤邢拊H砑腢映绦蚬δ埽慰7⒊鲂正蠕变子程序,以此改进模型进行车辙数值模拟计算。为了选择代表性的沥青路面结构,本文汇总分析了我国主要高速公路以及试验段沥青路面结构形式,从而选定了三种不同基层沥青路面结构,包括常规半刚性基层沥青路面结构、采用沥青稳定碎石和级配碎石的柔性基层沥青路面结构以及柔性基层与半刚性基层相结合的组合式基层沥青路面结构。之后,对所选定的三种不同基层沥青路面结构进行了温度场对比分析,以为后文变温车辙计算提供温度场数据源。进行了组成设计及性能试验,确定出其相应的材料参数。沥青材料蠕变参数采用局部加载三轴蠕变试验确定,瞬时弹性参数由抗压回弹试验确定,而半刚性材料弹性参数及级子程序,对所选定的三种不同基层沥青路面结构进行了变温车辙计算,详细对比了沥青层厚度与车辙的关系。组合式基层,柔性基层研究生:付凯敏导师:黄晓明教授洗笱Ы煌ㄑг航漳暇
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日期:趔汀研究生签名:纾⋯叩际η东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本文所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。
第一章绪论研究背景及意义国朋发起的在各州所进行的路面损坏调查表明,在被调查的钳条主要公路中有,豕返面的车辙问题已经成为一个引人注目的普遍性问题。例如在年南方连续高温的衷路荩夜的道路上,车辙深度大于的占%以上,需要进行维修处理的沥青路面,即%以上是由于车自年沈大高速公路以及沪嘉高速公路建成通车以来,我国高等级公路以其前所未有的速度发展。截止年底,我国高速公路通车里程已经突破了蚬ɡ铩T诟咚俟分校で嗦访以其良好的性能受到世界各国的青昧。它作为一种无接缝的连续式路面,具有良好的力学强度、平整耐磨的表面、平稳舒适的行车性能、无扬尘、振动小、噪音低、施工期短以及养护维修简便等特点【,所以在现代高等级道路建设中得到了广泛的应用。由于沥青混合料是一种典型的粘弹性材料,其物理力学性能与温度和荷载作用时间密切相关【。众所周知,沥青路面在使用期间,要经受不同温度条件的考验。对于春冬季温度不太高时,路面不会产生大的永久变形,但是对于夏季路表温度高达媸保丫锏交虺缆妨で嗟娜砘温度,所以造成路面软化,从而产生很大的永久变形,并且这种变形会随着温度的升高而增大。另外,根据沥青材料的时间温度换算法则,长时间承受荷载与高温条件是等效的吲,也就是说这种永久变形会随着车辆