【博士】松散粒料永久變形性能及柔性路面設計方法研究【2006】

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內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學交通運輸工程學院　　學位年度： 2006年　　車轍是瀝青路面特有的一種損壞現(xiàn)象，據(jù)統(tǒng)計，30％以上路面損壞與車轍有關，且近年來有增加的趨勢，而且對瀝青路面的使用性能影響極大，多少年來一直困擾著中外道路工作者。瀝青路面的車轍是由于重復荷載誘發(fā)的永久變形的累積，它主要是由各結(jié)構(gòu)層內(nèi)的應力狀況和材料的相對強度決定的。瀝青路面的永久變形是由上面的瀝青面層，粒料基層和土基三部分共同組成的。　　由于當前半剛性基層作為我國主要的瀝青路面基層形式，車轍研究主要集中在瀝青面層而對粒料層的變形特性研究很少。隨著松散粒料具有良好的排水及消除反射裂縫功能和優(yōu)良的經(jīng)濟性被人們再認識后，含粒料基層的柔性路面結(jié)構(gòu)也必將成為我國未來高等級公路路面結(jié)構(gòu)多樣化發(fā)展的重要結(jié)構(gòu)之一。基于上述背景，論文就松散粒料在重復荷載下的變形特性和控制其永久變形的路面設計方法和指標進行了研究，為粒料基層瀝青路面的推廣提供技術(shù)支持?！　≌撐氖紫冗x取松散粒料作為路面基層的傳統(tǒng)柔性路面結(jié)構(gòu)、松散粒料作為應力吸收層的倒裝結(jié)構(gòu)和松散粒料作為半剛性基層底基層的半剛性路面結(jié)構(gòu)三種典型結(jié)構(gòu)，采用彈性層狀理論分析了粒料層的應力分布狀況。其中重點考慮了粒料層作為柔性路面結(jié)構(gòu)基層時荷載大小、土基強度、粒料層非線性應力依賴特性、面層厚度及模量和粒料層厚度及模量等因素對其三向受力的影響。綜合力學分析結(jié)果總結(jié)了粒料層的三向應力范圍，為室內(nèi)動三軸試驗制定加載標準提供依據(jù)?！　∑浯?，論文分析了影響粒料永久變形的主要影響因素，并結(jié)合力學分析得到的粒料層應力分布狀況，采用四種級配碎石混合料進行了不同偏應力、圍壓和含水量等試驗工況下的重復荷載動三軸試驗，分析了各因素對級配碎石永久變形特性的影響，并根據(jù)室內(nèi)實驗得到的永久變形曲線通過非線性最小二乘法擬合出了粒料材料彈塑性應變比與荷載作用次數(shù)、回彈模量和含水量間的永久變形預估模型，相關性檢驗分析表明本次研究建立的預估模型合理且具有一定的精確度。同時根據(jù)得到的永久變形預估模型提出了分層應變總和法計算瀝青路面粒料層車轍變形量的方法?！　≡谝陨瞎ぷ鞯幕A上，論文以現(xiàn)行規(guī)范為基礎，結(jié)合目前國內(nèi)外瀝青路面設計方法和設計指標，從瀝青路面粒料層發(fā)生永久變形破壞角度出發(fā)，提出了控制瀝青路面粒料層不發(fā)生永久變形破壞的設計指標和設計方法。并提出了設計流程圖，給出了典型算例?！　∽詈?，關于進一步工作的方向進行了簡要的說明?！　?

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