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沥青路面抗永久变形设计方程研究
| 论文题名： | 沥青路面抗永久变形设计方程研究 |
| 关键词： | 沥青路面;抗永久变形;平均塑性应变;弹性压应变;路面结构 |
| 摘要： | 论文是在国家自然科学基金项目(资助编号：50608007)，交通部西部交通建设科技项目(资助编号：200431800004)和中国博士后基金项目(资助编号：20060400673)的共同资助下完成的。 沥青混合料的永久变形(车辙)是柔性路面体系最重要的几种破坏类型之一。现有的柔性路面永久变形控制方法存在着一些不足，比如路基顶面压应变法仅适于路面很薄、大部分永久变形发生在路基的情况；由于设计参数的变异性以及具体计算的复杂性，分层总和法不便于进行路面结构设计；由于受地域和材料类型的限制比较大，试验路观测统计法难以得到具有推广应用价值的设计方程；路表弯沉是一项综合性指标，并非针对控制永久变形提出，难以直接采用。因此急需针对各种沥青路面建立简单实用准确的抗永久变形设计方程。 通过对现有的沥青混合料永久变形和粒料永久变形模型的回顾，由于AASHTO2002公路设计指南中的模型经过了大量的室内试验和试验路的验证，应用较广泛，因此最后选择该指南中的沥青混合料和粒料永久变形预估模型计算路面的永久变形。 通过对国内外典型的路面结构进行研究，选取了半刚性、刚性、柔性、组合式基层的沥青路面结构，对于半刚性基层沥青路面不仅选取了高速、一级公路路面结构，还选取了二、三级公路路面结构；用AI法计算沥青材料随路表深度的温度变化规律，并用动模量公式计算沥青材料随温度变化的动模量；用BISAR软件计算了所选取的各种路面结构在标准轴载100KN作用下的应力和应变；以AASHTO2002永久变形预估模型计算出路面结构的塑性应变和变形，得到各种路面结构的平均塑性应变及其距路表的深度：根据月平均温度、面层厚度对塑性应变的影响，用1stOpt软件回归出路面结构的平均塑性应变距路表的深度与月平均温度、面层厚度的关系式。进一步分析得到沥青路面永久变形量与温度、面层厚度、平均塑性应变处的弹性应变和轴载次数等参数间的回归公式。无论是哪种基层的沥青路面，相关系数均在0.98以上。 最后利用本文所建立的沥青路面抗永久变形设计方法对一个算例进行验算：首先调查当地每季度的气温，确定当地的不同季度的平均气温；第二，确定沥青路面的沥青材料随深度的温度分布；第三，根据第二步确定的温度及相关系数，确定沥青材料动模量；第四，由关系式确定路面塑性平均应变位置；第五，由新建立的沥青路面抗永久变形的设计方程确定永久变形。 |
| 作者： | 汤祖杰 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张洪亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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