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原文传递内蒙古重载交通高等级公路沥青路面结构研究

论文题名：	内蒙古重载交通高等级公路沥青路面结构研究
关键词：	重载交通;沥青路面;货车轴载;路面结构
摘要：	随着国民经济的发展，内蒙古地区作为能源输出地，境内公路干线重载现象越来越严重。现行沥青路面设计规范以常规荷载作为设计荷载，以此设计的路面结构其使用性能和寿命难以满足重载车辆的行驶需求。因此，需要研究出与实际交通状况相适应的路面结构设计方法。论文以实体工程为依托，分析了重载交通作用下货车轴载分布、荷载作用图示和路面病害形式;通过室内试验研究了重载交通作用下路面结构层材料设计参数;采用有限元方法研究了重载交通作用下沥青路面力学特性;研究了重载交通作用下沥青路面的轴载换算;提出了适合重载交通的沥青路面结构组合及设计方法。　　本文首先分析了重载交通作用下货车轴载分布、荷载作用图示和路面病害形式。论文分析了内蒙古境内及周边地区典型货运公路的交通组成和货车轴载资料，得到了重载货车轴载谱;实测分析了货车载重轴轮胎接地压强和面积，得到了适用于重载货车的荷载作用图示;实地调研分析了重载交通作用下110国道路面病害形式和成因。其次，研究了重载交通作用下路面结构层材料设计参数。论文通过室内试验分析了沥青混合料和半刚性基层材料受力特性，得到了结构层材料应力—应变曲线、沥青混合料动态模量主曲线，并得出了重载交通作用下沥青混合料和半刚性基层材料动静态模量取值范围，为路面结构力学分析提供了材料参数。再次，研究了重载交通作用下沥青路面力学特性。论文利用有限元软件ABAQUS分析了沥青路面结构在不同荷载作用下的三维空间力学响应;分析了重载交通作用下不同基层（柔性基层、半刚性基层、刚性基层）沥青路面结构的力学响应;分析了重载交通作用下纵坡对沥青路面结构力学响应的影响，指出了纵坡路段病害产生的原因，并根据纵坡路段路面结构受力特点对沥青层疲劳预估模型和沥青层永久变形预估模型进行了修正。运用沥青路面疲劳预估模型、沥青层永久变形预估模型、基层疲劳预估模型、路基顶面压应变预估模型分析了现有110国道路面结构，指出了现有路面结构的不足。然后，研究了重载交通作用下沥青路面的轴载换算。论文在力学分析的基础上，根据等效原则和相应的预估模型推导出重载交通作用下基于疲劳等效、沥青层永久变形等效、路基项面压应变等效的轴载换算公式。最后，提出了适合重载交通的沥青路面结构组合方案和设计方法。论文在对路面病害、重载车辆轴重分布、荷载图示、路面受力分析、轴载换算及材料参数等综合研究的基础上，推荐了重载交通沥青路面结构组合方案，初步提出了适用于重载交通的沥青路面结构多指标设计方法，并结合具体算例分析论证了论文方法在重载交通沥青路面结构设计中的合理性与适用性。
作者：	于雷
专业：	交通运输工程
导师：	陈小兵;陈景
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文