[博士]重載耐久性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

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　　[博士]重載耐久性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究　　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)　　學(xué)位年度：2005　　近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和公路交通事業(yè)的發(fā)展，運(yùn)輸車輛中大型貨運(yùn)車輛的比重不斷增加，使我國(guó)公路普遍存在著車輛超載和超限的現(xiàn)象，導(dǎo)致路面早起損壞，路面的使用壽命大大縮短，路面使用性能衰減加快，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。針對(duì)目前公路上嚴(yán)重的重載和超載現(xiàn)象，考慮路面耐久性設(shè)計(jì)，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:　　 ①路面結(jié)構(gòu)的選擇;②路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析;③原材料的選用和確定;④重載瀝青混合料組成設(shè)計(jì)研究;⑤重載瀝青混合料抗剪性能研究;⑥重載瀝青混合料抗車轍性能研究;⑦試驗(yàn)路的鋪筑和觀測(cè)。　　通過(guò)研究得出如下主要結(jié)論:　　 ①通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外瀝青路面結(jié)構(gòu)的調(diào)研，在研究耐久性路面的結(jié)構(gòu)組成和使用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情推薦了典型耐久性路面結(jié)構(gòu)形式;　　 ②對(duì)四種路面結(jié)構(gòu)分別采用彈性層狀理論體系在雙圓均布荷載作用下和有限元法分析在矩形非均布荷載作用下的路面力學(xué)響應(yīng)，得出二者的力學(xué)結(jié)果是有所差異的;從路表拉應(yīng)力、同一深度(200mm)下面層拉應(yīng)力、基層底拉應(yīng)力以及最大剪應(yīng)力四個(gè)方面分析了重載對(duì)路面的損壞機(jī)理，比較不同路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn);采用彈性層狀理論計(jì)算了考慮車輛制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水平力對(duì)剪應(yīng)力的影響，　　 ③提出了瀝青結(jié)合料的選擇依據(jù)，認(rèn)為中面層和上面層應(yīng)采用同一個(gè)高溫等級(jí);對(duì)上面層集料的選擇和細(xì)集料壓碎指標(biāo)進(jìn)行了探討，提出了現(xiàn)有集料存在的問(wèn)題和可采取的措施;　　 ④對(duì)重載和重載交通進(jìn)行了界定;提出了重載瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)，以及當(dāng)混合料空隙率不等于4.0%時(shí)，對(duì)馬氏設(shè)計(jì)和旋轉(zhuǎn)壓實(shí)設(shè)計(jì)兩種不同的方法分別提出了不同的修正公式;對(duì)Superpave混合料初始瀝青用量預(yù)估方法進(jìn)行評(píng)價(jià)和修正;提出了考慮VMA標(biāo)準(zhǔn)的混合料初始瀝青用量預(yù)估方法，該方法適用于一般的密級(jí)配瀝青混合料(不添加纖維)和SMA;對(duì)馬氏設(shè)計(jì)和旋轉(zhuǎn)壓實(shí)兩種設(shè)計(jì)方法分別提出了重載耐久性瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?！　? ⑤用單軸貫入試驗(yàn)方法測(cè)定了SMA-13, Sup-19, Sup-25采用不同集料、不同瀝青以及不同溫度下的抗剪強(qiáng)度，對(duì)壓實(shí)斜率K和混合料抗剪強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行了初步探討;首次采用單軸貫入試驗(yàn)進(jìn)行抗剪疲勞試驗(yàn)并進(jìn)行剪切疲勞壽命的預(yù)估，提出了抗剪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù);采用三軸試驗(yàn)對(duì)SMA-13, Sup-19, Sup-25瀝青混合料在不同溫度下進(jìn)行抗剪強(qiáng)度測(cè)試，并與單軸貫入試驗(yàn)進(jìn)行比較;提出了瀝青混合料抗剪設(shè)計(jì)方法;　　 ⑥采用輪轍試驗(yàn)儀對(duì)混合料的車轍發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了研究，提出了不同交通量情況下車轍深度標(biāo)準(zhǔn)和動(dòng)穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn);用APA對(duì)棍合料的車轍發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了研究，提出了不同交通量情況下APA車轍深度標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)APA和輪轍試驗(yàn)二者之間建立了聯(lián)系，初步的壓實(shí)斜率K和混合料抗車轍性能進(jìn)行探討:對(duì)不同混合料類型在不同溫度、不同恒定荷載下進(jìn)行了單軸蠕變?cè)囼?yàn)，研究了溫度和不同成型壓力對(duì)混合料永久變形的影響;　　 ⑦提出了“減少瀝青用量，增強(qiáng)碾壓”這一重載路面設(shè)計(jì)途徑，通過(guò)不同成型壓力下抗剪強(qiáng)度，剪切疲勞，動(dòng)穩(wěn)定度，APA車轍試驗(yàn)，單軸蠕變?cè)囼?yàn)證明這一措施對(duì)應(yīng)對(duì)重載下車轍的產(chǎn)生有顯著效果。

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