[博士]瀝青路面結構與材料設計一體化研究

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　　[博士]瀝青路面結構與材料設計一體化研究　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2006　　我國目前存在半剛性基層瀝青路面結構設計和材料設計脫節(jié)的問題。為解決這一問題，防止路面由此出現(xiàn)早期破損，論文對半剛性基層瀝青路面各瀝青結構層的層位分工特性、合理層厚和基于層位分工論的瀝青混合料設計方法進行了系統(tǒng)的研究?！　? 首先，論文分析了半剛性基層瀝青路面疲勞裂縫的形成機理。并采用粘彈性層狀體系理論和計算機程序進行力學研究，發(fā)現(xiàn)在常溫條件下，由荷載引起的半剛性基層瀝青路面面層內(nèi)部常溫拉應力沿路面豎向的分布規(guī)律為:當所有層間完全連續(xù)接觸時，面層內(nèi)部的不出現(xiàn)拉應力:當基層與面層之間部分連續(xù)接觸或完全光滑接觸(其余各層間完全連續(xù)接觸)時，面層內(nèi)部的常溫拉應力數(shù)值從面層頂面向面層底面逐漸增大，并在面層底面取得最大值。由此確定半剛性基層瀝青路面的主抗疲勞區(qū)位于下面層?！　? 其次，論文分析了半剛性基層瀝青路面溫縮裂縫的形成機理。并采用希爾斯(Hills)和布來因(Brien)提出的低溫溫縮應力計算公式進行力學研究，發(fā)現(xiàn)半剛性基層瀝青路面的面層內(nèi)部低溫溫縮應力數(shù)值，從面層底面向面層頂面逐漸增大，并在面層頂面取得最大值。由此確定半剛性基層瀝青路面主抗低溫縮裂區(qū)位于上面層?！　? 再者，論文分析了半剛性基層瀝青路面車轍的形成機理。并采用粘彈性層狀體系理論和計算機程序進行力學研究，發(fā)現(xiàn)在高溫條件下，由荷載引起的半剛性基層瀝青路面面層內(nèi)部高溫剪應力Tmax數(shù)值，從面層頂面和面層底面同時向路面深度為1 CITI的面層中部位置逐漸增大，并在該面層中部位置取得最大值。由此確定半剛性基層瀝青路面的主抗車轍區(qū)位于中面層，而上面層和下面層對抗車轍只起次要作用。論文通過以上粘彈性層狀體系應力分析結果，發(fā)現(xiàn)對于半剛性基層瀝青路面，當面層與基層之間的接觸條件由完全連續(xù)向部分連續(xù)轉變，并進而向完全光滑轉變時(其余各層之間保持完全連續(xù))，瀝青面層內(nèi)部的高溫剪應力和常溫拉應力逐漸增大，證實了增強面層與基層層間結合能力的重要性?！　? 最后，論文通過勉寧高速公路課題試驗路面與原設計瀝青混凝土路面的對比研究，證實了結構與材料設計一體化方法對于半剛性基層瀝青路面具有較好的工程實用性。

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