详情

原文传递车载作用下沥青路面路基土的永久变形研究

论文题名：	车载作用下沥青路面路基土的永久变形研究
关键词：	沥青路面;粒料基层;路基土;永久变形;车载作用
摘要：	路面结构在车辆荷载反复作用下产生的过量(塑性)变形累积，会使路表面出现影响行车安全和舒适的不平整度(车辙)，或者导致面层底面因出现过大的拉应变(或拉应力)而加速疲劳开裂。因而限制路面结构的永久变形量是路面结构设计中通常考虑的一项基本要求，也是各国力学一经验设计法普遍选取的一种损坏模式。　　路基土是一种典型的弹塑性材料。在车辆荷载的作用下，不仅产生可以恢复的弹性变形，同时也伴随着不可恢复塑性变形的产生。路基土的塑性变形也被称为永久变形，路基土的永久变形是路面结构总永久变形的组成部分。虽然路基土的永久变形量在粒料柔性基层沥青路面结构中所占比例较小，然而如果土基产生的永久变形超过一定界限，将会加速路面车辙和面层的疲劳开裂；或者土基发生破坏终将导致整个路面结构的破坏。因此路面结构设计中，控制路基土的永久变形是非常必要的。　　通过选取典型的粒料柔性基层沥青路面结构，利用线弹性层状连续体系程序BASAR3.0计算了路基土的三向受力状况，为路基土的永久变形试验加载提供了参考依据。　　研究了路基土的永久变形特性。在对路基土永久变形特性室内试验影响因素分析的基础上，有针对性地选择试验参数，并论证了永久变形试验方案。选取粉土、砂土和粘土为研究对象，并利用室内重复荷载三轴试验研究了三种类型路基土在不同含水量、压实度和偏应力级位等影响因素下的永久变形特性。研究结果表明：含水量、偏应力和压实度都是影响路基土永久变形的重要因素，而且影响效果非常显著。　　在路基土永久变形特性试验研究结果的基础上，建立了路基土永久变形预估模型。利用室内永久变形试验结果和数学统计回归方法，对Tseng和Lytton以及AASHT02002永久变形预估模型形式进行了改进与标定，分别建立了粉土、砂土和粘土的永久变形预估模型。　　研究了路基土永久变形量计算方法。提出了基于力学-经验法的分层应变总和法，用于计算粒料柔性基层沥青路面路基土的永久变形量，同时提出了采用路基工作区深度计算公式作为路基土计算深度的确定依据；最后根据分层应变总和法路基土永久变形量计算方法，把三种类型路基土的永久变形预估模型分别与AASHT02002预估模型进行了对比。　　研究了路基土顶面压应变设计指标。首先提出了控制路基土永久变形的路基土顶面压应变设计指标；然后结合我国不同等级公路的实际情况和设计标准轴载作用次数，应用所建立的路基土永久变形预估模型和计算程序BASAR3.0，计算了不同粒料柔性基层沥青路面路基土的永久变形量；拟定了1.4mm的路基土永久变形量容许标准；建立了路基土顶面压应变设计指标值计算公式：εz=0.8328N-0.4914，同时给出了85％和95％两种保证率下的路基土顶面压应变设计指标值计算公式：εz=0.6293N-0.4914和(85％保证率)εz=0.5329N-0.4914(95％保证率)；并在此基础上研究了控制路基土永久变形量的粒料柔性基层沥青路面结构设计方法，给出了设计步骤与设计流程。　　最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。
作者：	高启聚
专业：	道路与铁道工程
导师：	郭忠印
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：	2008
正文语种：	中文