【博士】高速公路沥青路面结构环道试验研究【2008】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：同济大学交通运输工程学院　　学位年度： 2008年　　我国幅员辽阔，地理气候及交通条件具有丰富的多样性，对于沥青路面使用性能的要求也千差万别。但纵观我国目前沥青路面建设现状，90％以上高速公路采用了12--18cm沥青层的传统强基薄面半刚性基层沥青路面，路面结构存在明显的单一性。我国这种地理气候及交通条件的多样性与路面结构形式的单一性形成了强烈反差，显然是不尽合理的。　　近年来，随着我国路面行车荷载大型化、重载化趋势愈发明显，传统薄沥青层的半刚性基层沥青路面在某些条件下逐渐显示出一些不足。引进国外长寿命沥青路面理念，根据当地情况尝试采用柔性基层结构，适当增加沥青层厚度，以提高我国高速公路沥青路面使用性能和寿命的呼吁愈发强烈。　　本文利用重庆交通科研设计院的环道试验系统，对级配碎石柔性和沥青碎石柔性基层沥青路面结构、厚沥青层(27cm)的半刚性基层沥青路面结构共三种方案，分别在高温(50℃-60℃)和较低温度(12℃-13℃)下进行了沥青路面结构层永久变形特性和结构响应的大型足尺环道试验研究。　　在环道试验中，通过位移计和断面仪，实测环道试验路面表面、路面各结构层和土基变形随荷载作用次数的变化，分析了沥青路面结构的永久变形规律；分析了水泥稳定碎石半刚性基层、级配碎石柔性基层和各沥青混凝土结构层变形对路面车辙的影响：检验了三种路面结构的抗车辙能力；结合环道试验成果，用有限元方法对环道试验路永久变形进行了数值模拟，并对野外现场路面进行了车辙预估。　　通过室内足尺环道试验，实测了环道试验路路面的层底拉应变及弯沉随轮载作用次数变化的规律，分析了不同沥青路面结构的结构响应，并探讨了影响路面使用寿命的因素。　　最后，还利用环道的温控系统和加载设备，将环境温度控制在20℃，通过对不同轮胎充气压力，不同荷载条件下轮胎接地面积的测量，分析了轮胎平均接地压力与轮胎充气压力和荷载的相关关系。　　

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