详情

原文传递沥青混合料间架结构设计方法与车辙控制技术研究

论文题名：	沥青混合料间架结构设计方法与车辙控制技术研究
关键词：	沥青混合料;车辙控制;结构设计;神经网络;遗传算法
摘要：	我国正以前所未有的规模开展沥青路面相关技术研究，然而，沥青路面使用耐久性仍不能达到预定的目标。有些高速公路沥青路面，设计与施工指标都满足要求，且交通量也不大，但通车2～4年，就出现了严重的早期车辙病害，损失巨大。因此，更加深入的研究沥青路面车辙破坏的内在原因、影响因素和预防控制技术，以提高抗车辙能力为目的，创新设计方法与施工工艺，已成为迫在眉捷的一项重要任务。　　论文在分析研究国内外沥青混合料最新研究成果的基础上，以“宁夏高速公路路面损坏调查”项目为依托，对车辙病害比较有代表性的石中高速公路北段74km路面进行了现场调查取样和试验检测，运用解剖麻雀的方法，对调查路段车辙变形在各面层中的分布、沥青混合料的级配组成，以及施工、运营过程中体积指标的变化，逐一进行了分析研究。并进一步利用随机交换人工神经网络模型，针对沥青混合料自身材料的性能指标和施工质量指标的复杂、多样性，从影响车辙变形的众多因素中，判别筛选出关键因素，即压实度、沥青饱和度VFA、粉胶比DP、粗集料比CA和细集料比FAc。　　论文从车辙产生的关键影响因素出发，提出矿料级配设计新方法——矿料间架结构设计方法。并利用Visual Basic编写了设计软件。该方法在分析现有设计方法特点的基础上，充分吸收现有的研究成果，整合资源，搭建平台，以控制混合料的使用性能为设计目标，选用粉胶比DP、粗集料比CA、细集料比FAc、粗细级配关键筛孔通过率PD/4四个关键因素，作为设计控制参数。通过矿料级配设计实例，验证了该方法的可行性、可靠性和兼容性，为现有的级配设计方法开辟了新的途径，向实现“设计沥青混凝土混合料”的目标又前进了一步。　　矿料间架结构设计方法，仅仅解决了如何设计一个矿质混合料级配的问题。设计一个抗车辙变形能力优良的沥青混合料，关键是在于设计控制参数的优化选择。因此，本文将神经网络和遗传算法两种智能方法联合，建立自适应遗传算法—神经网络AGA-CNN系统，应用到间架结构设计参数优化的研究中，力求找到抗车辙性能最佳的设计参数范围、变化规律及设计指导思想，通过参数的科学选择，快速明确地达到设计目的。　　最后，针对按矿料间架结构设计方法设计的混合料具有嵌挤性好、内摩阻力大、抗变形能力强，碾压过程中需要较大的有效压实功和较高的碾压温度的特点，论文提出了一阶段链式碾压新工艺。在分析计算有效压实时间的基础上，根据有效压实时间确定铺筑段的长度，充分利用按矿料间架结构设计方法设计的混合料支持高温碾压，且不推移的特性，通过改变压路机组合和行进方式，按需配置压路机的数量和类型，在有效压实时间内完成碾压工作，完全实现了高温热压的目标。实践证明，与传统工艺相比，压实度平均可以提高1～2％。　　论文提出的矿料间架结构设计方法和一阶段链式碾压新工艺，已在多条高速公路工程中得到应用，并取得了良好效果。
作者：	梅廷义
专业：	结构工程
导师：	刘斌
授予学位：	博士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文