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基于力学经验法的沥青路面永久变形预测研究
| 论文题名： | 基于力学经验法的沥青路面永久变形预测研究 |
| 关键词： | 沥青路面;永久变形;预测指标;力学经验法 |
| 摘要： | 我国在路面实践中遇到的主要问题是路面的实际使用寿命低于设计寿命，造成很大的浪费，大量出现“早期破坏”现象，甚至是“初期破坏”。现有设计规范不能满足路面使用要求。在2004年，美国根据NCHRP1-37A项目提出了力学经验法路面设计指南MEPDG。MEPDG法设计指南是基于力学-经验原理，不但能预测多种路面性能，还在材料、路面结构设计、施工、气候、交通及路面管理系统之间建立联系。在江苏，倪富健课题组研发的高速公路养护管理支持系统(PMS)从2004年开始对江苏省高速公路进行了长达10年的长期路面使用性能跟踪观测，具备了研究MEPDG在半刚性基层沥青路面上路用性能预测的条件。基于此，本文以江苏省典型路段为研究对象，计算了设计需要的交通量参数和材料参数，对MEPDG中的永久变形模型进行了本地标定，并研究了MEPDG在对江苏省高速公路车辙预测的准确性，并对车辙预测的影响因素进行了分析。 首先，选取了江苏省高速公路的8个代表性路段，基于PMS系统数据计算了路段基年交通信息，交通量修正参数，轴载谱和常规交通参数。在计算货车小时分布系数时，对沪宁高速的两个断面分别进行了24小时不间断观测，用于确定货车小时分布系数。 其次，对AC-13、SMA-13、Sup-20、和AC-20四种类型的沥青混合料进行了动态模量试验，对江苏省高速公路建设常用的SBS改性沥青和70＃基质沥青进行了动态剪切流变试验。并对所选路段进行落锤式弯沉试验(FWD)来进行无破损评定获得当前破坏水平下的模量，对FWD数据进行反算，确定了基层的模量，并通过基层的无侧限抗压强度求得了基层材料的抗折强度。 然后，对永久变形模型进行了本地化校正，首先通过经验确定了βr2和βr3的变化范围，通过M-E设计软件计算了βr2和βr3每种组合的车辙预测值，然后使用数值优化的方法确定了βr1系数，使现场实测车辙数据和预测车辙深度数据的残差平方和最小的βr1与对应的βr2和βr3构成了最优校正系数组合，计算了4条高速公路的单个最优系数和江苏省高速公路的地区组合最优系数。 最后，比较了使用单个最优系数和地区组合最优系数的永久变形模型进行车辙预测累计值与实际车辙测量值的相关性系数，通过正交试验对影响车辙预测的关键因素进行了敏感性分析，沥青层厚度和交通量对车辙预测的影响比较显著，而混合料空隙率对预测影响不显著，并且影响因子沥青层厚度＞交通量。最后探讨了其他道路应用MEPDG进行车辙预测需要注意的问题。 |
| 作者： | 马圣昊 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 倪富健;吴赞平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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