[博士]沥青路面弯沉修正问题研究

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内容简介

　　[博士]沥青路面弯沉修正问题研究　　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　　学位年度：2005　　 力学经验法为当代主流的沥青路面结构设计方法，弹性层状体系理论是主要的路面力学计算理论。我国现行的沥青路面设计方法，以路表的弯沉和某些结构层层底拉应力作为设计控制指标。路表弯沉作为竣工验收的重要指标，实测值与理论值之间常存在巨大差异，需要采用弯沉综合修正系数来调整。　　 导致路面响应理论值与实测值之间差异的因素众多，测试时路表温度(包括气温)和测定所处的季节都会对实测路表弯沉值产生影响，实质上是环境因素导致材料参数的变化;对比分析表明:弹性理论中输入的材料参数对理论弯沉值直接产生影响，其中泊松比对于沥青层中的剪应力影响较大，而材料的回弹模量则对理论弯沉影响最显著;路面接地荷载的非均布性对于路面结构中的剪应力峰值存在较大影响，而对于路表弯沉值的影响则较小。　　 对于路表弯沉理论与实测值差异的修正方法，可分为过程修正和结果修正。AASHTO结构设计方法采用了材料参数修正，主要是在弹性理论计算中采用了非线性本构关系模型，沥青混合料采用动态模量;我国对于路表弯沉的修正采用季节修正系数、温度修正系数和弯沉综合修正系数，对于路表弯沉实测结果进行直接修正。　　 现行规范中的弯沉综合修正系数，统计的试验路资料，其路面结构形式主要是半刚性基层沥青路面，适应于当时轻交通薄层沥青路面。现今柔性基层及碎石过渡上基层被再认识之后，需要考虑调整弯沉综合修正系数的形式或其中的系数。本文在分析了导致“反常现象”发生原因的基础上，研究了形如现行F修正式发生反常现象的条件。提出了考虑路面结构层厚度因素的修正式，并回归出了新的F修正式，能够适用于柔性及粒料类基层结构，且能避免“反常现象”发生。　　 过程修正的方法概念明晰，当为最终的目标。当前半刚性基层作为我国主要的沥青路面基层形式，现场检测的数据表明基层模量与规范推荐值存在较大的差异，现场检测的回弹模量高者达到规范推荐值的数十倍之巨，显然材料处于路面结构时的回弹模量有别于室内试件模量。本文提出了结构模量的概念，区别于试件模量，并初步建立了几种常用半刚性基层材料的试件模量与结构模量之间的关系，以便通过材料的试件模量来预测结构模量，为路面力学分析提供合理的力学参数，并为最终取消路面弯沉修正系数打下基础。　　 最后，关于进一步工作的方向进行了简要的说明。

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