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复合式路面永久变形及界面粘结强度变化规律研究
| 论文题名： | 复合式路面永久变形及界面粘结强度变化规律研究 |
| 关键词： | 复合式路面;交通荷载;界面粘结强度;车辙深度 |
| 摘要： | 作为长寿命路面结构形式之一——复合式路面,是公路科技工作者可持续发展思想的体现,不仅可以减少沥青用量,还可弥补刚性路面的不足,刚柔相济,大大改善了路面的使用性能。但由于交通量的增大、环境因素的影响,尤其环境因素与交通荷载的联合作用,促使很多路面结构出现早期破坏。复合式路面也体现出其不足的地方,例如容易产生反射裂缝、层间滑移,对高温抗车辙能力要求较高等。因此,有必要对复合式路面层间粘结性能变化规律、沥青面层高温抗车辙性能进行深入研究。本文主要研究内容如下: 在调研国内外对本课题及相关研究的基础上,对复合式路面的层间应力进行了深入分析,提出确定复合式路面剪切角的方法:针对层间最大剪应力、剪切角影响因素,应用BISAR程序计算各种条件下的层间剪应力、剪切角,分析沥青层厚度、模量、粘结层厚度、模量、行车荷载、温度等因素对层间最大剪应力、剪切角的影响,并对其敏感性进行研究。研究结果表明:层间最大剪应力所对应的剪切角度约为35°:AC层厚度、粘结层模量、行车荷载为显著影响因素:运用fminsearch函数非线性规划,拟合出层间最大剪应力、剪切角与其敏感因素的多维函数。 综合考虑行车荷载与外界环境因素的作用,对采用橡胶沥青碎石封层、稀浆封层两种粘结层材料的复合式路面进行不同温度(25℃,60℃)、不同湿度下(浸水0h,12h,24h)的浸水车辙试验,分析各因素对复合式路面抗车辙性能的影响规律,并建立了车辙深度.行车荷载作用时间关系曲线。研究结果表明:浸水后的试件的抗车辙能力强于未浸水的,源于Terzaghi提出的有效应力原理,即引起车辙深度并不是作用在试件表面的法向应力,而是总应力σ和孔隙水压力μ之差:有效应力σ′。采用最小二乘法建立目标函数,结合改进的随机行走法确定模型中的未知参数,首次提出了复合式路面在水-温-荷耦合作用下的车辙预估模型。模型检验结果表明,实测车辙深度与计算车辙深度相关性高达0.97,得到了一致的且符合实际的结果。 采用正交试验法进行试验设计,通过室内剪切试验,以剪切强度作为性能指标,评价复合式路面界面在不同温度、不同湿度、不同行车荷载作用次数下的粘结性能,并对试验结果进行方差分析。研究结果表明:温度越高,层间抗剪强度越弱:浸水时间越长,层间抗剪强度越弱:行车荷载作用次数越多,层间抗剪强度越弱。 |
| 作者： | 袁明 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 郑治;凌天清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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