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胶粉沥青路面足尺加载试验与数值仿真分析
| 论文题名： | 胶粉沥青路面足尺加载试验与数值仿真分析 |
| 关键词： | 沥青路面;力学性能;足尺加载试验;数值仿真;动力响应 |
| 摘要： | 河北省高速路网快速发展的同时，也同时面临着多因素导致的裂缝、车辙等路面病害问题，传统沥青路面结构设计对改性沥青路面的要求在一定程度上已不能满足实际需求，如何提升路面使用性能，延长路面使用寿命迫在眉睫。本文对沥青路面不同面层沥青混合料材料的需求性进行了分析，对不同面层的胶粉改性沥青、SBS改性沥青和基质沥青混合料性能进行了评价，完成了足尺加载试验路试验方案设计，对监测数据进行了分析，利用有限元软件分析了不同结构、轴载及车速下的动力响应。本文主要研究工作如下： 1、对河北省内典型高速公路进行病害统计分析，得到沥青路面主要病害类型为裂缝和车辙病害，提出了上面层抗开裂，中面层抗车辙和下面层抗疲劳的评价指标，以及上面层低温弯曲试验、中面层车辙试验、下面层四点弯曲疲劳试验的评价方法，并运用有限元软件对不同面层沥青混合料材料的需求性进行了分析。 2、基于提出的不同面层沥青混合料性能的评价方法，对上中下面层不同沥青分别进行混合料试验，得到胶粉改性沥青混合料各方面性能更优，总结分析得到中面层的胶粉改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的动稳定度与试验温度方程，下面层的胶粉改性沥青混合料和基质沥青混合料的疲劳寿命方程。 3、确立传感器布设原则，分析了不同位置的传感器埋设方法，确定了传感器布设位置。为模拟沥青路面自然环境真实情况，设计了低温、常温以及高温三种不同温度下试验路的加载方案。 4、对试验路传感器采集数据分析，得到了胶粉沥青路面下面层压应力比SBS沥青路面大9.2%，建议胶粉沥青路面基层应选用承载能力相对较好的材料；胶粉沥青路面中面层层底的竖向应变相比上面层变化幅度相比低6.2%，抗车辙能力更好。运用有限元软件，得到了胶粉沥青路面结构比SBS路面结构所受的拉应力和剪应力分别降低了10%和30%，验证了本文提出的沥青路面不同结构层性能评价指标的准确性。 |
| 作者： | 刘鑫磊 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杨三强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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