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沥青路面长大纵坡段车辙性能研究
| 论文题名： | 沥青路面长大纵坡段车辙性能研究 |
| 关键词： | 沥青路面;长大纵坡段;温度场;四单元五参数;数值模拟;抗车辙性能 |
| 摘要： | 随着我国高速公路事业的发展，公路交通量的增加和重载车辆的增多，公路沥青路面的车辙已经成为人们普遍关注的问题，车辙形成规律成为世界各国研究的热点论文之一。在长大纵坡段汽车行驶困难，速度下降，路面内部剪切应力加大，荷载作用时间延长。大量的工程实践表明在长大纵坡段沥青路面的车辙病害要比平坡路段严重。 本文是在短期温度场模拟的基础上，利用“四单元五参数”的流变学模型分析沥青路面长大纵坡段的车辙形成规律。 从汽车动力学的角度出发，结合路面的车辙特性，文章给出了长大纵坡的具体定义，并且在此基础上，分析了不同坡度、超载条件的汽车行驶速度。 借助增量有限元的基本理论，考虑了有温度应力、卸载的材料本构关系。在此基础上，通过ABAQUS友好的二次开发接口，实现了子程序UMAT的开发。 在已有实测气象参数的条件下，利用ABAQUS的用户子程序DFLUX，实现了温度场的日变化分析和连续七天的高温分析，同时还分析了对应的温度速率变化规律。 针对各面层沥青混合料，分别进行了不同应力、不同温度条件下的蠕变试验和抗压回弹试验，通过数据处理及回归分析，确定了变温条件下车辙模拟计算的材料模型及参数。 根据选定的路面结构，通过试算--收敛的方法确定了有限元模型的几何参数。并根据研究的需要，设定了不同超载水平。在此基础上，得到了坡度水平、荷载水平、荷载作用时间的三者关系。 以车辙大小、竖向蠕变应变、最大剪应力为研究指标，通过不同坡度水平相同超载水平和不同超载水平相同坡度水平的对比分析，归纳总结出了长大纵坡条件下的车辙形成及发展规律。分析结果表明：沿着行车方向的剪切力对车辙的影响很小；竖向蠕变应变的绝对值最大值都发生在沥青路面结构层的中面层，这说明了对行成车辙作用最大路面层位是中面层：长大纵坡降低了重车的行驶速度，使得车辆对沥青路面的作用时间大大增加，这是导致长大纵坡上的车辙大于平坡路段的最重要原因，基于此得出控制长大纵坡上的车辙，最有效的手段是控制坡度和坡长。 |
| 作者： | 李凌林 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 李昶 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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