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沥青路面使用性能评价指标的研究
| 论文题名： | 沥青路面使用性能评价指标的研究 |
| 关键词： | 沥青路面;使用性能;评价指标;有限元计算 |
| 摘要： | 路面在行车荷载和环境条件的综合作用下，逐渐出现各种损坏及使用性能的衰变，最终达到不能满足使用要求的状态。为了掌握路面使用性能的衰变情况，必须对路面的使用性能进行监测与评价。本文在综合分析现有路面使用性能评价方法与指标体系的基础上，指出了弯沉指标作为路面结构强度评价的局限性，比如有些已出现明显损害的路面其弯沉值并不大，实际上弯沉指标已不能准确反映路面损坏的本质特点，也难以确切表明所控制的层次或损坏类型。因此很有必要探索路面结构强度监测与评价增补指标。本文通过系统分析论证，提出以反映路面结构内部应力状况的弯沉盆曲率半径作为增补指标。 论文系统阐述了FWD的作用机理和动力有限元的基本原理，为分析沥青路面在荷载作用下的动力响应提供理论依据，借助有限元软件ANSYS建立了沥青路面动力有限元模型，对比典型路面结构在静力加载和动力加载下的弯沉值和应力状况，并选取更接近于真实情况的动态荷载作用下的力学模型进行分析计算，系统分析了面层、基层、底基层的模量和厚度以及土基的模量对弯沉值、面层层底应力、基层层底应力、底基层层底应力的影响，总结出弯沉和应力随参数变化的规律，利用MATLAB软件对弯沉盆曲线拟合，并编写程序求出曲线的最小曲率半径，建立了曲率半径和结构层内应力状况的相关关系图，为弯沉盆曲率半径作为增补指标提供理论依据。 本文提出的曲率半径这一指标来反映路面结构的应力状况，具有简单、直观，容易测量和验证的特点，通过加载不同的FWD荷载对路面实际受力状况进行模拟，采用有限元计算求解出曲率半径和结构层层底拉应力与最大剪应力的相关关系式，在实际工程中可利用曲率半径指标直接对路面结构的应力状况进行控制，同时可利用最大弯沉值和最小曲率半径对路面结构强度进行综合评价。本文研究成果，实现了对现有路面使用性能评价指标体系进行完善的目的，为进一步在实际工程中的推广应用奠定了基础。 |
| 作者： | 张占华 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 宋金华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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