【博士】沥青路面交通参数的研究【2006】

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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：长安大学　　学位年度： 2006年　　交通参数是路面结构设计的主要参数，包括交通量和交通组成、标准轴载和轴载换算、交通量增长率或当量轴次增长率等。针对目前交通轴载重型化的特点和高等级公路沥青路面的使用现状，以半刚性基层沥青路面为对象，以现行公路沥青路面设计规范为基础，运用理论分析和试验研究的方法，结合国内外最新研究成果，首先开展对交通轴载的调查以及轴载特性的分析，据此对重轴载进行界定和标准轴载的选定；重点研究半刚性基层沥青路面弯沉等效和拉应力等效的轴载换算方法，以车辙为指标的等效轴载换算方法以及轴载换算的季节和温度修正；同时对当量轴次增长率、车轮轮迹横向分布规律以及交通量观测资料转换为当量轴次的方法等开展研究。　　论文从广泛的轴载调查和轴载谱分布规律分析入手，分析总结了轴载特性，表现为：车辆超载普遍、轴载有重型化和车辆有大型化的趋势、轴型多为二轴车和三轴车、轮压普遍较大以及轴载分布范围宽、轴载平均水平为120KN～130KN等。在此基础上，根据目前交通轴载现状和路面结构承载能力水平，提出了单轴双轮组的重轴载标准(轴载大于120KN～130KN)，并依据轴载换算等效原理和目前的研究条件，对重轴载交通沥青路面结构设计的标准轴载提出了建议(仍以BZZ一100为标准轴载)。　　针对目前车辆超载严重、载重大、轴载重的特点，考虑到沥青路面设计规范轴载换算公式仅适用于小于130KN轴载的事实，以轴载换算等效原理为依据，考虑路面结构的非线性弹性性质，通过路面结构分析和路表弯沉测试、车撤试验等研究手段，分析了轴载换算指数n的影响因素，重新建立了弯沉等效轴载换算公式、拉应力等效轴载换算公式和车辙等效轴载换算公式。适用于小于等于200KN轴载的等效换算。　　由于相同的轴载在不同季节和不同温度条件下，对路面疲劳损伤的影响是不同的。为此，首次提出了轴载换算季节修正和温度修正的概念，利用等效原理建立了弯沉等效轴载换算季节修正系数与弯沉季节影响系数之间的关系、拉应力等效轴载换算季节修正系数与层底拉应力比之间的关系、弯沉等效轴载换算温度修正系数与弯沉温度修正系数之间的关系；根据不同温度条件下的沥青混合料劈裂疲劳试验和车辙试验结果，建立了拉应力等效轴载换算温度修正系数与温度之间的关系、车辙等效轴载换算温度修正系数与温度之问的关系。推荐了弯沉等效和拉应力等效轴载换算季节修正系数值，提出了确定轴载换算温度修正系数简便实用的方法。　　当左右方向轻、重车辆比例有差异时，会引发车道当量轴次分配的严重不均，在车轮轮迹横向分布调查和分布规律分析的基础上，将行车道当量轴次与单向整个断面的当量轴次之比值定义为新的车道系数，并提出了车道系数建议值；此外，还首次提出了有别于交通量增长率的当量轴次增长率的概念，建立了当量轴次增长率与交通量增长率的关系。应用交通量观测资料和轴载调查资料，说明了当量轴次增长率与交通量增长率的差异。　　最后，通过设计计算示例，说明了本文轴载换算方法与规范方法的区别以及轴载换算方法、季节修正系数和温度修正系数的应用。　　论文成果完善了轴载换算理论和方法，深化了路面结构设计中的交通参数分析，对沥青路面设计规范的修订具有参考价值。　　

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