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原文传递沥青路面车辙预估模型研究

论文题名：	沥青路面车辙预估模型研究
关键词：	沥青路面;车辙;损坏机理;预估模型;抗剪强度;行车速度
摘要：	由于交通量和车辆荷载的激增，沥青路面的损坏现象也日趋严重，其中，车辙是我国高等级公路沥青路面的主要损坏类型之一。由于沥青混合料材料特征的复杂性以及沥青混合料高温影响因素的多样性，沥青路面的车辙成为了一个世界性的难题。随着对路面结构行为研究的深入，研究人员逐渐认识到只是材料上的改进并不能彻底解决车辙问题，必须在车辙性能指标以及设计方法上进行系统性的改进才能最终防治车辙损坏，即需要提出有效的车辙性能评价指标、建立合理的车辙预估模型并以此为依据提出控制车辙的路面设计指标。　　本文首先对沥青路面车辙损坏机理及国内外车辙预估模型进行调研，着重分析了沥青路面车辙的产生机理及各种沥青路面车辙预估模型的特点。为了保证车辙预估模型的精度及可靠性，本文首先采用室内试验方法分析了建立车辙预估模型所需的室内轮辙试验及单轴贯入试验的变异性，提出了这两种试验方法的试验误差控制措施，并在此基础上提出了沥青路面永久变形中压密变形的区分方法。　　随后，本文分析了沥青路面车辙变形的主要影响因素，结合沥青路面永久变形的产生及发展规律，验证了本课题组建立的沥青路面永久变形预估模型基本形式的合理性，同时编写了基于遗传算法的车辙预估模型参数求解程序。结合沥青混合料的单轴贯入试验结果，不同温度、不同结构厚度及不同荷载条件下的车辙试验结果，以及沥青混合料试件的力学分析结果，得到了室内车辙试验的永久变形预估模型。　　为了分析车辙变形的横向变形特征，本文采用蠕变力学方法分析了沥青路面在车辆荷载作用下的车辙变形，同时分析了车道荷载横向分布系数对沥青路面车辙变形的影响，得到了半刚性基层沥青路面及柔性基层沥青路面车辙变形的隆起系数。　　通过对三种结构形式的环道车辙试验永久变形规律的分析，本文建立了基于环道试验的永久变形预估模型。对比基于室内试验的永久变形预估模型及基于环道试验的永久变形预估模型，本文认为两组模型的模型系数差距主要是由于环道试验及室内车辙试验过程中行车速度差距较大而造成，因此本文进一步对车辙预估模型的模型形式进行改进，在模型中考虑了行车速度对车辙变形的影响。同时，利用环道数据、室内车辙数据及路面车辙蠕变分析结果建立了考虑行车速度的沥青路面车辙预估模型，并采用实际路面调查数据进行了车辙预估模型的标定。最后对车辙预估模型的参数敏感性进行了分析，验证了本文得到的车辙预估模型的合理性。
作者：	汤文
专业：	道路与铁道工程
导师：	孙立军
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2009
正文语种：	中文