【博士】半刚性基层沥青路面车辙控制方法【2009】

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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： 2009年　　车辙是沥青混凝土路面主要损坏模式之一，通常采用沥青混合料车辙试验评价和控制路表车辙。调研发现，新材料的开发应用有效改善了沥青路面服务寿命，然而沥青混合料性能评价脱节于结构设计，沥青混凝土路面车辙问题依然严峻。本文主要研究半刚性基层沥青混凝土路面车辙控制方法，并建立基于结构性能需求的材料设计高温性能评价标准。　　通过调研和试验室车辙试验分析，研究了车辙试验方法。提出采用蠕变率和相对变形指标共同评价车辙试验，并且采用现场初始空隙率取代设计空隙率成型车辙试件。通过野外加速加载试验与试验室车辙试验的比较分析，验证了改进车辙试验方法的可行性。　　基于车辙及其外部影响因素的有限元模拟分析，以及材料设计性能评价，提出新型沥青层永久变形预估模型框架。通过大量的车辙试验，采用回归分析的方法初步确立永久变形预估模型的参数系数。通过现场加速加载试验，基于车辙等效原则，修正试验室预估模型。鉴于温度和交通轴次月分布差异性，提出以月为单元的永久变形增量计算方法。　　运用弹性层状体系理论和有限元方法，结合沪宁高速环道试验和桐庐试验段加速加载试验，分析了沥青层竖向变形分布特征。结果表明，对于沥青层，其弹性变形比例与实测竖向变形比例具有良好的一致性。据此，可以采用弹性变形比例把半刚性基层沥青路面路表容许车辙分配给自然层。　　鉴于采用不同性能材料分层铺筑面层的实际，现阶段路表容许车辙整体检验方法无法体现对自然层的合理检验，不能排除因薄弱自然层导致整体车辙损坏的可能性。为此，提出基于厚度分层容许永久变形检验的车辙控制新概念和方法。基于此，推导出沥青混合料设计的高温性能技术要求计算方法，并最终建立适用于半刚性基层结构的沥青混合料车辙试验评价新标准。该标准体现交通等级、温度分区以及结构层位等对高温性能的差异性要求。　　通过收集车辙调研数据对本文预估模型和车辙试验评价标准进行初步检验，结果表明它们能够满足工程应用需要。　　最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。　　

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