【博士】松散粒料永久變形性能及柔性路面設(shè)計(jì)方法研究【2006】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2006年　　車轍是瀝青路面特有的一種損壞現(xiàn)象，據(jù)統(tǒng)計(jì)，30％以上路面損壞與車轍有關(guān)，且近年來有增加的趨勢(shì)，而且對(duì)瀝青路面的使用性能影響極大，多少年來一直困擾著中外道路工作者。瀝青路面的車轍是由于重復(fù)荷載誘發(fā)的永久變形的累積，它主要是由各結(jié)構(gòu)層內(nèi)的應(yīng)力狀況和材料的相對(duì)強(qiáng)度決定的。瀝青路面的永久變形是由上面的瀝青面層，粒料基層和土基三部分共同組成的。　　由于當(dāng)前半剛性基層作為我國(guó)主要的瀝青路面基層形式，車轍研究主要集中在瀝青面層而對(duì)粒料層的變形特性研究很少。隨著松散粒料具有良好的排水及消除反射裂縫功能和優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性被人們?cè)僬J(rèn)識(shí)后，含粒料基層的柔性路面結(jié)構(gòu)也必將成為我國(guó)未來高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)多樣化發(fā)展的重要結(jié)構(gòu)之一?；谏鲜霰尘?，論文就松散粒料在重復(fù)荷載下的變形特性和控制其永久變形的路面設(shè)計(jì)方法和指標(biāo)進(jìn)行了研究，為粒料基層瀝青路面的推廣提供技術(shù)支持?！　≌撐氖紫冗x取松散粒料作為路面基層的傳統(tǒng)柔性路面結(jié)構(gòu)、松散粒料作為應(yīng)力吸收層的倒裝結(jié)構(gòu)和松散粒料作為半剛性基層底基層的半剛性路面結(jié)構(gòu)三種典型結(jié)構(gòu)，采用彈性層狀理論分析了粒料層的應(yīng)力分布狀況。其中重點(diǎn)考慮了粒料層作為柔性路面結(jié)構(gòu)基層時(shí)荷載大小、土基強(qiáng)度、粒料層非線性應(yīng)力依賴特性、面層厚度及模量和粒料層厚度及模量等因素對(duì)其三向受力的影響。綜合力學(xué)分析結(jié)果總結(jié)了粒料層的三向應(yīng)力范圍，為室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)制定加載標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)?！　∑浯危撐姆治隽擞绊懥Ａ嫌谰米冃蔚闹饕绊懸蛩?，并結(jié)合力學(xué)分析得到的粒料層應(yīng)力分布狀況，采用四種級(jí)配碎石混合料進(jìn)行了不同偏應(yīng)力、圍壓和含水量等試驗(yàn)工況下的重復(fù)荷載動(dòng)三軸試驗(yàn)，分析了各因素對(duì)級(jí)配碎石永久變形特性的影響，并根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到的永久變形曲線通過非線性最小二乘法擬合出了粒料材料彈塑性應(yīng)變比與荷載作用次數(shù)、回彈模量和含水量間的永久變形預(yù)估模型，相關(guān)性檢驗(yàn)分析表明本次研究建立的預(yù)估模型合理且具有一定的精確度。同時(shí)根據(jù)得到的永久變形預(yù)估模型提出了分層應(yīng)變總和法計(jì)算瀝青路面粒料層車轍變形量的方法?！　≡谝陨瞎ぷ鞯幕A(chǔ)上，論文以現(xiàn)行規(guī)范為基礎(chǔ)，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外瀝青路面設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)指標(biāo)，從瀝青路面粒料層發(fā)生永久變形破壞角度出發(fā)，提出了控制瀝青路面粒料層不發(fā)生永久變形破壞的設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方法。并提出了設(shè)計(jì)流程圖，給出了典型算例?！　∽詈?，關(guān)于進(jìn)一步工作的方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說明。　　

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