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基于路表纹理的抗滑沥青混合料设计方法研究
| 论文题名： | 基于路表纹理的抗滑沥青混合料设计方法研究 |
| 关键词： | 分形理论;有限元模拟;衰减规律;抗滑沥青混合料;路表纹理;轮胎制动距离 |
| 摘要： | 本文在已有抗滑沥青混合料研究的基础上，通过分形理论、有限元模拟方法和实测数据评价等多种途径，对三维分形路表模拟、轮胎-路表有限元模拟、级配对路表抗滑性能与衰减规律的影响等问题进行了探讨，并根据研究成果提出了高抗滑沥青混合料的设计方法。 在路面工程中，分形理论已被用于对集料和沥青混合料特征的描述，并成功地实现了二维路面的分形模拟。以此为基础，本研究利用IFS分形插值方法，在MATLAB中实现了三维沥青路表的模拟。模拟结果数据可直接用于ABAQUS有限元软件中，为轮胎与沥青路表之间的接触分析提供数据支持。 运用有限元模拟方法，建立轮胎/路面相互作用下的路表抗滑能力评价模型，通过获取轮胎在不同路表上的制动距离，研究路表纹理对路表摩擦性能的影响。首先建立光滑路表与轮胎之间的接触模型，分别考虑干燥路表和潮湿路表，并结合轮胎线性与非线性两种制动工况，对不同制动初速度下的轮胎制动距离进行模拟分析。在此基础上，建立横断面与纵断面具有正弦分布特征的水泥路表，以及具有规则凹凸的路表，对轮胎制动距离进行模拟。最后，结合分形插值方法所得数据，在有限元软件中建立与实际沥青路表相符的沥青路表模型，并实现了轮胎与沥青路面之间的耦合。 抗滑衰减规律是评价沥青混合料抗滑持久性能的重要评判依据，本文结合三种常用抗滑沥青混合料类型，对它们在实际使用过程中的抗滑指标检测结果进行分析，以研究级配等因素在沥青路表抗滑性能衰减过程中的作用。同时，鉴于级配与构造深度在抗滑持久性评价方面的重要影响，本文利用已有的轮胎-沥青路表模型，通过变换路表构造深度的大小，以及粗(细)集料的含量，分析这两个因素对轮胎制动距离的影响。 根据有限元模拟及抗滑衰减规律分析结果，本文分析了在抗滑混合料设计过程中，集料、级配、构造深度以及空隙率的选择对混合料的抗滑性能的影响，比较不同混合料设计方法在抗滑设计中的优缺点，最终提出了高抗滑沥青混合料的设计方法。 |
| 作者： | 张伟光 |
| 专业： | 交通运输工程;道路与铁道工程 |
| 导师： | 杨军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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