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【博士】既有半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)性能的評價【2003】
內(nèi)容簡介
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:同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院 學(xué)位年度: 2003年 半剛性基層瀝青路面是我國高等級公路的一種主要結(jié)構(gòu)形式。由于半剛性基層材料自身的缺陷和施工等方面的原因,我國既有半剛性基層瀝青路面的早期損壞現(xiàn)象嚴(yán)重,其中結(jié)構(gòu)性損壞主要有橫向裂縫、縱向裂縫、塊裂和網(wǎng)裂等。路面結(jié)構(gòu)性能與路面物理狀況有著直接的關(guān)系,例如路面開裂狀況或其他的路面狀況,它們削弱路面結(jié)構(gòu)承受荷載的能力,導(dǎo)致路面需要養(yǎng)護。隨著路面使用時間的增長和早期損壞的加重,路面養(yǎng)護的投入越來越大。因此,針對半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的特點,利用先進的FWO測試手段,建立結(jié)構(gòu)性能分析和評價模式,不僅是必須的,而且具有實用價值?! ”疚氖紫仍诖罅柯窙r調(diào)查的基礎(chǔ)上,提出了半剛性基層瀝青路面主要的結(jié)構(gòu)性損壞形式,并對之進行落錘式彎沉儀測試,根據(jù)測試結(jié)果提出路面主要結(jié)構(gòu)性破損的主要特點。根據(jù)部分路面鉆芯取樣和室內(nèi)模量測試表明,路面結(jié)構(gòu)性破損出的芯樣模量與完好處路面芯樣模量是一致的。然后根據(jù)前人建立的路面結(jié)構(gòu)層“有效模量”的衰減規(guī)律,詳細分析路面各結(jié)構(gòu)層自身變形的變化規(guī)律:面層結(jié)構(gòu)層自身變形的大小幾乎完全取決于面層有效模量的衰減程度,基本上與土基模量和基層模量無關(guān)?;鶎咏Y(jié)構(gòu)層自身變形主要受面層和基層模量變化的影響明顯,而土基模量的變化對基層變形的影響較小。 根據(jù)FWD的沖擊荷載作用過程,本文建立了半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)以及開裂路面的三維動力有限元模型,詳細分析了各種結(jié)構(gòu)破損路面的動態(tài)響應(yīng)。大量計算結(jié)果表明,路表彎沉可以表征路面結(jié)構(gòu)的整體強度,但無法反映各結(jié)構(gòu)層的強度。進一步驗證了本文提出的路面各結(jié)構(gòu)層自身變形和土基頂面壓應(yīng)交可以合理的反映路面結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)裂縫等結(jié)構(gòu)破損情況下的結(jié)構(gòu)強度。同時計算結(jié)果合理解釋了路況調(diào)查中提出的路面結(jié)構(gòu)性破壞現(xiàn)象及其特點。路面結(jié)構(gòu)狀況指數(shù)PSC可以很好的表征路面裂縫處路面破損程度。本文初步建立了FWD路表彎沉盆和評價指標(biāo)的回歸方程,并進行了工程驗證。利用本文提出的評價指標(biāo),落錘式彎沉儀FWD可以更合理的評價路面結(jié)構(gòu)強度和承載力,對我國既有半剛性基層瀝青路面的評價有著重要的現(xiàn)實意義?! ?
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