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重荷载情况下沥青路面及路基受力行为分析研究
| 论文题名： | 重荷载情况下沥青路面及路基受力行为分析研究 |
| 关键词： | 公路路基;沥青路面;受力行为;重荷载作用 |
| 摘要： | 随着经济的快速增长，交通运输行业也正呈现出蓬勃发展的迹象，道路交通行驶车辆中大型的重载和超载车辆比例日益渐增，且已逐渐成为一种普遍现象。这一情况的产生使得道路累积当量轴次大幅度的上增，原有的道路设计规范已经无法正常满足日益增长的重荷载所带来的服务要求，使得高速公路沥青路面和路基在重荷载的不断重复作用下过早地呈现出车辙、裂缝等早期破坏，使其道路使用寿命大打折扣。 本文以云南省宣威市境内的普宣高速公路为依托，该依托项目所在地区为云南重要产煤区，由于其所服务地区经济发展因素的影响，普宣高速公路具有单轴较重、交通较大等特点，常年服务于重荷载交通条件下，路基和路面出现过早地损害。除此之外，由于普宣高速公路所处地理位置原因，使得该地区气候显潮湿，雨水季节偏多，年平均气温偏低，年温差较小，日温差较大。 鉴于以上情况，本文在借鉴国内外现状的基础之上，首先利用当量标准轴载系数及其换算方式得出重荷载交通条件下沥青路面轴载的实际损伤值远远超出了设计容许值。其次采用数值模拟和室内试验，针对高速公路沥青路面典型结构型式进行结构分析。路面结构基层为半刚性材料，在不同温度条件下，利用有限元计算软件计算了在标准轴载作用时，路面结构在没有受到水影响与水影响最严重两种情况下，其路面结构内部分应力和应变分布情况，并在此基础上通过室内劈裂疲劳试验进一步研究确定沥青面层的疲劳寿命。最终得出路面下面层中的最大拉应力将随路面温度的增大而减小，最大拉应力的变化趋势变则相反，水损害严重状态条件下相比于无水状态下路面下面层中的最大拉应变和拉应力都增加了，沥青路面的疲劳寿命与水损坏以及荷载作用有着密切的关系，当水损害与荷载同时作用在路面上时，疲劳寿命只有无水状态条件下的三分之二。温度也是影响沥青混合料寿命的主要因素，随着温度提高，沥青混合料的疲劳寿命将会出现显著的降低。路基的相关特性对道路结构的整体刚度、强度以及整体服务水平起着决定性的作用，尤其是应力——应变特性。本文通过ANSYS有限元计算软件对路基土体在不同轮压作用条件下，对路基土体内部的应力作出分析，并确定在重荷载作用下路基土体的工作区，采用由Li和Selig提出的经验公式法对土体的累积变形作出预测估算。本文的研究结论可为该地区沥青路面和路基的设计施工提供参考。 |
| 作者： | 张成凯 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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