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高等级沥青路面使用寿命预测方法研究

作　者: 陈子金
导　师: 王昌衡
学　校: 湖南大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 高等级公路 沥青路面 使用寿命 反应模型 性能模型 预测方法 交通荷载 环境影响
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 462次
引　用: 3次
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内容摘要


使用落锤式弯沉仪(FWD)弯沉盆参数来预测高等级沥青路面使用寿命，国外已有研究，而国内则还没人进行这方面的研究。本文在结合已有研究的基础上，论述了FWD的基本构造、主要特点和基本原理，提出了高等级沥青路面的结构模型，然后根据确定的沥青路面结构体系，以及FWD弯沉盆与荷载中心以下结构垂直变形关系，应用KENLAYER程序分析得出了沥青路面应变模型。紧接着论述了用于预测沥青路面使用寿命的性能模型，包括疲劳丌裂模型、永久变形模型、车辙深度模型，并提出了沥青路面使用寿命多指标预测方法。此外，本文还研究了交通荷载和环境对沥青路面寿命的预测，包括交通量轴载换算、时间空间分布、温度湿度的影响等。为了能更准确的预测沥青路面使用寿命，本文在前人研究的基础上，提出了以下改进：(1) 对高等级沥青路面结构模型，将其作为线性粘弹体和非线性弹性体相结合的层状体系，会更加符合沥青路面的特性。(2) 研究高等级沥青路面应变反应模型时， 为了能明确反映荷载对路面各层应变的影响，本研究中将荷载强度引入应变模型中，并分析得出与荷载强度有关的应变回归方程式。(3) 利用俄亥俄州永久变形模型，推导出用于求多级荷载下路面车辙深度的计算公式。(4) 预测路面使用寿命方法中，提出包括损坏比和极限车辙深度在内的多指标预测新思路。(5) 在交通荷载、路面温度对沥青路面的影响时，提出了两者相对应的季节性考虑，如考虑交通荷载的月份变异系数，温度则是一年12个月份分别考虑。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
第1章 绪论  8-16
  1．1 课题研究的背景及实际意义  8-9
    1．1．1 课题研究背景  8
    1．1．2 课题研究实际意义  8-9
  1．2 国内外研究现状  9-14
    1．2．1 沥青路面疲劳寿命预测  9-10
    1．2．2 沥青路面低温开裂预测  10-12
    1．2．3 沥青路面温度疲劳开裂预测  12
    1．2．4 沥青路面车辙预测  12-14
  1．3 研究的内容及方法  14-16
第2章 FWO测量原理及沥青路面结构模型  16-26
  2．1 FWD测量原理  16-19
    2．1．1 FWD的基本构造  16-18
    2．1．2 FWD的测量原理  18-19
  2．2 沥青路面层状体系模型  19-23
    2．2．1 粘弹性层状体系  19-22
    2．2．2 非线性弹性体系  22-23
  2．3 FWD弯沉盆与沿荷载轴心路面竖向变形间的关系  23-25
  2．4 小结  25-26
第3章 沥青路面反应模型研究  26-37
  3．1 现有路面反应模型  26-28
    3．1．1 疲劳开裂  26-27
    3．1．2 车辙  27-28
  3．2 路面反应数据拟合  28-29
  3．3 路面反应的参数相关性分析  29-30
  3．4 路面反应模型的建立  30-35
    3．4．1 预测疲劳开裂的路面反应模型  30-33
    3．4．2 预测车辙的路面反应模型  33-35
  3．5 小结  35-37
第4章 沥青路面寿命预测方法研究  37-48
  4．1 沥青路面性能模型  37-40
    4．1．1 沥青路面疲劳开裂模型  37-38
    4．1．2 沥青路面永久变形模型  38
    4．1．3 车辙深度模型  38-40
  4．2 沥青路面使用寿命控制指标  40-47
    4．2．1 损坏比控制指标  40-44
    4．2．2 车辙深度控制指标  44-47
  4．3 小结  47-48
第5章 交通荷载与环境对路面寿命的影响  48-62
  5．1 交通荷载分析  48-57
    5．1．1 移动荷载分析  48
    5．1．2 车辆轴载换算  48-51
    5．1．3 轴载的车道分配  51
    5．1．4 交通荷载的时间分布  51-57
  5．2 环境对路面寿命预测的影响  57-61
    5．2．1 温度的影响  57-60
    5．2．2 湿度的影响  60-61
  5．3 小结  61-62
第6章 预测实例  62-77
  6．1 工程概况  62
  6．2 基本资料  62-65
    6．2．1 FWD弯沉盆数据  62-63
    6．2．2 交通参数  63-64
    6．2．3 气象数据  64-65
  6．3 沥青路面使用寿命预测  65-76
    6．3．1 疲劳开裂损坏比预测  65-67
    6．3．2 路基永久变形损坏比预测  67-70
    6．3．3 车辙深度预测  70-75
    6．3．4 道路使用寿命的确定  75-76
  6．4 小结  76-77
结论  77-79
参考文献  79-83
致谢  83-84
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)  84

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路面工程 > 路面：按使用材料分 > 沥青路面
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