[硕士]由平整度预估路面剩余寿命

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内容简介

　　[硕士]由平整度预估路面剩余寿命　　学科专业：道路与铁路工程　　授予学位：硕士 　　学位授予单位：重庆交通大学　　学位年度：2006　　 路面平整度是度量路面行使质量的一项主要性能指标。路面在使用过程中，由于路面不平整度的激励，外界自然因素的影响及车辆—路面系统的共同作用，产生振动荷载，从而直接影响路面损坏、交通安全、车辆磨损、行车速度及行车经济性等等，其中产生的路面永久变形(路面损坏)将引起路面平整度的变差，从而又增大振动荷载的产生(因此，在车辆结构确定时，路面平整度与车辆振动荷载是一种藕合关系)，最终使路面行使质量指数降低，路面可使用期限减小。本论文正是基于这种祸合关系，研究平整度和动荷载随时间的变化情况，并参照临界可使用状态路面行驶质量指数，预估路面可使用寿命。　　 本论文的研究是一个较为复杂的过程，涉及多方面内容:通过理论分析和参考实测资料，建立了正弦函数波形路面模型，并确定模型的波长和振幅;借鉴车辆研究部门的理论分析，建立考虑左右激励相位差的四自由度车辆模型，通过多自由度系统复模态理论，求算振动荷载(精确到具有一定公差的特定点);参照修正壳牌永久变形理论，计算动荷载下的路面永久变形(精确到具有一定公差的特定点);由计算的永久变形值，计算变形后路面平整度，再经正弦函数理论，计算变化后平整度的波形路面振幅和频率;由计算后的波形函数形式，求算动荷载和永久变形值，并再次计算变形后平整度和波形路面振幅和频率，以此循环计算;由t年后的计算平整度，与由临界行使质量指数确定的临界平整度比较，最终得出路面的可使用期限值。通过以上的理论分析与实际计算，得出了动荷载和沥青混合料路面变形的影响因素及变化规律，其与路面波长、振幅、激励相位差等有关系，因此可对沥青路面设计和研究提供参考;在永久变形基础上得出路面振幅和平整度标准差变化趋势，由此得出路面质量较差的点较之较好的点更能影响路面的使用寿命，并提出路面养护的综合考虑，全面规划，精心养护，绝不可疏忽某点某段路面的损坏;采用Matlab和vc++等编程语言，最终形成一套预估路面使用寿命软件，为道路检测和管理部门提供实际应用。　　 本论文分析和计算中采用的检测资料，均是西宝高速公路K33一K42路段右车道的平整度检测资料，在理论分析中考虑了气候、路面结构及材料等差异，并对Shell永久变形理论进行了一定的修正，同时经过对比分析，对每千米路段和K33一K42路段的平整度和振幅值进行联系，因此，不仅适用于每千米路段的分析，也适用于对选定路段的分析，对其他地区公路的维修养护及评估也有实际的应用价值。

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