[博士]瀝青路面永久變形疊加方法研究

內容簡介

　　[博士]瀝青路面永久變形疊加方法研究　　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：2007　　瀝青路面的永久變形問題一直以來都倍受關注，而永久變形的疊加則是永久變形研究中的難點。瀝青路面處于高溫時段的時間有限，但是單位時間下的永久變形卻很大;中低溫時段很長，但是單位時間下的永久變形卻相對較小。這就要求我們必須全面地認識瀝青混合料，系統(tǒng)地研究不同溫度下的永久變形情況，在考慮路面溫度分布的基礎上探討永久變形的疊加方法。本文的主要研究內容和成果概括如下:　　 (1)針對目前的研究中只注重極端高溫下的永久變形的現(xiàn)象，本文以上海市路面溫度分布頻率和室內的APA試驗結果為基礎，分析了不同溫度下的永久變形分布情況。研究結果表明:在進行瀝青路面設計時，僅考慮單一高溫溫度是不夠的，而是首先要控制瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，避免在高溫時段發(fā)生一次性車轍損壞;其次要對20~60℃內溫度范圍內瀝青混合料的高溫性能進行綜合評價;最后必須在全面考慮瀝青路面溫度分布和永久變形疊加方法的基礎上，系統(tǒng)地研究整個時程范圍內的永久變形問題?！　? (2)為了對永久變形的疊加方法進行研究，首先對目前常用于瀝青路面的幾種疊加方法進行了介紹和分析，研究表明它們不適合用于永久變形的疊加問題;接著對AASHTO 2002柔性路面設計指南中的采用的疊加方法進行了系統(tǒng)的介紹，并采用兩種試驗方法對其適用性進行了驗證。研究結果表明:以應變硬化原理為理論基礎的AASHTO 2002永久變形疊加方法不能反映歷史因素的影響，可能難以準確反映永久變形的疊加結果，需要對其進行修正或者尋求新的疊加方法?！　? (3)為了能更準確的進行試驗模擬，進行了APA試驗條件的和升溫方式的模擬，結果表明有側限試驗條件和間斷升溫模式能夠更好地模擬路面的實際狀況，并最終確定為文中采用的試驗方法?！　? (4)選擇5種典型的瀝青混合料，進行了不同溫度下的永久變形測試，將永久變形曲線分成加速變形階段和變形穩(wěn)定階段兩個部分，得出AASHTO 2002疊加方法與實測結果之間的差別一方面在于后者存在一個加速變形階段，另一方面在于后者的變形穩(wěn)定階段的斜率較大;為對該規(guī)律進一步驗證，采用單軸貫入剪切疲勞試驗、蠕變試驗和環(huán)道試驗對APA的試驗結果進行了驗證，指出了加速變形階段存在的必然性?！　? (5)在考慮了應力歷史、路面溫度和荷載作用次數(shù)等三個因素的基礎上，采用APA進行了不同溫度、不同荷載作用次數(shù)下的試驗模擬，提出了采用實測永久變形值與AASHTO疊加值之比R作為描述永久變形規(guī)律的定量性指標，明確提出影響R的主要因素既包括當前的因素，也包括歷史的因素，并最終采用指數(shù)形式建立了永久變形疊加方程;采用最小二乘法對試驗結果進行了分析，得到了回歸系數(shù)，并且采用該模型對R值隨各個參數(shù)的變化情況進行了進一步分析，結果表明R值受第一個溫度下的永久變形和第二個溫度的影響比較大，受第一個溫度和第二溫度下的作用次數(shù)的影響比較小?！　? (6)采用秦健方法、SHRP方法、李靜方法、魯正南方法以及AASHTO方法進行了車轍等效溫度計算，并對計算結果進行對比，分析表明本文的方法考慮了路面溫度分布和不同溫度下的永久變形疊加，方法更加合理、適合用于車轍等效溫度的計算;采用本文提出的永久變形疊加方法對AASHTO 2002和魯正南車轍等效溫度計算方法進行了修正;最后，給出了基于永久變形疊加方法的瀝青路面永久變形計算過程。

專題推薦