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原文传递动载作用下饱水沥青混合料超孔隙水压力发展规律与模型研究

论文题名：	动载作用下饱水沥青混合料超孔隙水压力发展规律与模型研究
关键词：	沥青混凝土路面;沥青混合料;超孔隙水压力;三轴试验;动载作用
摘要：	沥青路面以其优越的舒适性能被广泛应用。大范围修建路面的同时带来后续大面积的修补沥青路面工作，影响沥青路面使用寿命病害中最主要的问题，便是沥青路面的水损害。在多雨的季节，沥青路面经历过数十天车辆荷载的作用，路面便会出现唧浆、松散、龟裂、凹槽等状况，逐渐贯穿形成裂缝。这正是由于水的存在，在车水路耦合作用下产生的超孔隙水压力（目前对于超孔隙水压力的定义选择存在争论，本文中研究的超孔隙水压力即为超出稳定流情况下的孔隙水压力，也就是已有研究中的动水压力）对沥青路面产生一定的破坏作用。其中超孔隙水压力的破坏最大，也最为明显。研究沥青路面的水损害问题一直是道路工程领域中的热点问题，对于改善沥青路面的路用性能十分重要。超孔隙水压力问题是水损害的核心内容，在土力学领域中研究较为成熟，而在沥青混合料中超孔隙水压力的研究并不多见。在已有研究成果中，大量的数值模拟以及现场实测数据显示，饱水沥青混合料中的超孔隙水压力与作用荷载大小、环境温度、加载频率等多种因素有关，具体反映超孔隙水压力与其影响因素间的定量关系以及相关的试验数据结果很少。除此之外，关于超孔隙水压力发展规律的模型建立在土力学中已经发展得很成熟，而在沥青混合料中的超孔隙水压力模型很少见，其参数标定和参数取值规律的问题也没有很好的解决。因此研究动载作用下的饱水沥青混合料内超孔隙水压力发展规律与模型非常重要，这一研究工作一直受国内外道路工作者的普遍重视。本文应用土力学中经典的有效应力原理和三轴试验原理与室内试验相结合对动载作用下的饱水沥青混合料内部超孔隙水压力进行了系统的研究。　　首先，提出了考虑空隙率参数的超孔隙水压力计算模型，对其合理性、适用性以及发展规律进行分析。　　其次，开展了室内饱水沥青混合料动三轴试验，得出一定的应力水平、加载频率，环境温度、空隙率、围压等因素下的超孔隙水压力发展规律，并分析了不同因素对超孔隙水压力影响。研究得出了超孔隙水压力与沥青混合料试验过程中的变形规律的关系以及饱水沥青混合料的破坏状态。　　最后，运用室内动三轴试验得出的数据对超孔隙水压力理论计算模型进行了不同空隙率条件下的参数标定，最终确定出了最具理论与实际应用价值的超孔隙水压力计算模型。　　本文所得的研究成果，明确了超孔隙水压力的发展规律，有助于人们进一步认识水损害的机理，为今后沥青路面实际工程施工中水损害问题提供有效解决思路，对提高沥青路面的疲劳寿命以及路面的耐久性和路用性能、减少经济损失具有重要的理论意义和实用价值。
作者：	朱晓琳
专业：	建筑与土木工程
导师：	张俊;郭志刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2019