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重轴载条件下沥青路面轴载换算研究
| 论文题名： | 重轴载条件下沥青路面轴载换算研究 |
| 关键词： | 重轴载;基层沥青路面;等效轴载换算;交通状况;路面结构;轴载换算系数;原则;路基顶面;层底拉应力;组合式;压应变;半刚性;弯沉;使用性能;接地面积;交通条件;荷载图式;分析软件;定量分析;常见病害 |
| 摘要： | 近年来随着我国国民经济的迅速发展，对交通运输的需求日益提高。与此同时，道路交通状况正发生着巨大的变化，高等级公路上交通量普遍较大，重型车辆不仅数量上有较快增长，而且车辆载重增大、轴载质量也越来越大以及普遍的车辆超载、车辆行驶的渠道化，使沥青混凝土路面在重载交通作用下的损坏问题迅速激化。这种情况就对沥青路面的设计过程中的轴载换算提出了新的要求。 本文针对重载交通状况，调查了沥青路面在重轴载交通条件下的沥青路面的使用性能，并分析了重轴载交通条件下沥青路面的常见病害。运用有限元分析软件ABAQUS，定量分析了重轴载对沥青路面弯沉，基层层底拉应力及路基顶面压应变的影响，从而论证了重轴载交通对沥青路面的巨大破坏作用。选用不同的沥青路面结构类型，根据弯沉等效轴载换算原则，拉应力等效轴载换算原则，以及路基顶面压应变等效轴载换算原则，分别对半刚性基层沥青路面，组合式沥青路面以及柔性基层沥青路面的轴载换算进行研究。 本文从分析一些沥青路面常见病害的病因入手，并通过对路面使用性能的调查，分析得出重轴载交通是造成沥青路面损坏的主要因素之一。在此基础上，分析了目前国内外的一些荷载图式，并确定本文采用的荷载图式为I图式，并借鉴了比利时轴载与接地面积的关系，计算得到不同轴载情况的轮胎接地面积以及接地压强，随后采用有限元分析软件ABAQUS模拟沥青路面在各级轴载作用下的力学响应，从而定量分析了重轴载条件对沥青路面的弯沉、应力等的影响，再次说明了重轴载条件下的轴载换算是有必要的。最后模拟计算出了各级轴载条件下不同路面结构形式的轴载换算系数。对于半刚性基层沥青路面，组合式沥青路面以及柔性基层沥青路面按照层底拉应力等效轴载换算原则得到的轴载换算系数b值是比较接近的约为0.986，则换算指数n为8.96，与规范中对重轴载的换算指数建议值9吻合。按照弯沉等效轴载换算原则得到的三种不同类型的路面结构的换算系数有较大差异，半刚性基层沥青路面的b值为0.9666，n值为4.83，组合式沥青路面的b值为0.9437，n值为4.82，而柔性基层沥青路面的b值为0.9195，n值为4.6。按照路基顶面压应变等效轴载换算原则得到的三种不同类型的路面结构的换算系数均较为接近，b值约为1，n值为5。 |
| 作者： | 田力琼 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 欧湘萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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