[博士]重載條件下瀝青路面疲勞響應及設計方法研究

內(nèi)容簡介

　　[博士]重載條件下瀝青路面疲勞響應及設計方法研究　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度：2006　　近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國道路交通狀況發(fā)生了巨大的變化，重載交通己成為普遍存在現(xiàn)象。在這種情況下，瀝青路面在使用過程中出現(xiàn)了不同形式的路面早期損害，其中疲勞開裂損壞已成為瀝青路面的主要病害之一。　　針對瀝青路面的疲勞破壞國內(nèi)外進行了大量的研究，但相關力學分析研究很少單獨分析瀝青路面疲勞破壞機理;而目前國內(nèi)外主要疲勞模型是在不同的試驗方法、試驗條件下得出的，各自有其具體的適用范圍;同時現(xiàn)有的瀝青路面結構設計方法中考慮了一些和瀝青路面路用性能相關的指標和方法，但很少針對路面的損壞模式和破壞機理來選擇相應的設計指標和標準，以達到控制路面相關損壞的目的?！　? 基于上述背景，論文主要從重載下瀝青路面的損害模式、瀝青混合料疲勞模型及考慮瀝青路面疲勞破壞的路面結構設計方法等三個方面進行了研究?！　? 論文首先對重載交通進行調研和現(xiàn)場調查，分析了交通軸載譜，得出重載交通的主要特征。研究認為重載交通特征主要表現(xiàn)為重軸載、交通量大和胎壓高三個特點?！　? 論文選取不同典型瀝青路面結構，采用有限元方法針對重載交通的特點進行了路面結構力學響應分析，其中重點分析了瀝青路面結構面層的力學響應及其應力應變規(guī)律。同時實地調查重載條件下典型路段瀝青路面發(fā)生破壞的主要特點及破壞特征，在重載條件下瀝青路面破壞主要集中在輪跡帶及其附近位置，以縱向裂縫和車轍變形破壞為主。綜合力學分析結果和路況調查結果，采用強度理論和疲勞理論，分析了瀝青路面的破壞原因，得出瀝青路面的主要損害模式及破壞機理?！　? 論文分析了疲勞壽命的主要影響因素，并結合理論分析結果，采用三種瀝青混合料，應用均勻實驗設計方法，進行了不同溫度、頻率、應力比水平等試驗條件下的間接拉伸疲勞試驗，提出了適應于常規(guī)荷載和重載條件的基于瀝青飽和度、溫度、頻率、初始應變及初始勁度模量的瀝青混合料疲勞模型，并與國內(nèi)外模型進行了對比分析，結果表明論文模型具有較好的比對性，可用于瀝青混合料疲勞壽命的預估。同時提出了瀝青混合料動態(tài)模量回歸模型，并提出了動態(tài)模量推薦值?！　? 在以上工作的基礎上，結合瀝青路面損害模式及破壞機理，論文以現(xiàn)行規(guī)范為基礎，結合目前國內(nèi)外瀝青路面設計方法，從瀝青路面疲勞破壞角度出發(fā)，提出了在重載條件下控制瀝青路面疲勞開裂的設計指標、疲勞標準及設計方法。并進行了軸載換算、瀝青面層容許拉應力計算公式等內(nèi)容的研究，提出了設計流程圖，給出了典型算例。并提出了重載交通下瀝青路面設計及路面結構組合的建議?！　? 論文最后對依托工程多段試驗路進行測試，以驗證理論分析及相關成果的合理性與正確性。

專題推薦