高速公路沥青路面结构设计的实施与反演

论文摘要

沥青路面结构设计是沥青路面研究的一个重要方向,国内外已有很多的研究。他们的研究方向主要是不同的经济条件、自然条件、交通类型、交通荷载的作用下所适用的路面结构。而本文则是从施工角度去研究路面结构形成的过程。在施工过程中,天气、施工工艺过程、路面材料和材料组成的差别,影响了路基的弯沉值、CBR值,路面各层的厚度、抗压模量和抗弯拉模量的变化。这些变化必定与路面原设计的应力分布和应力大小、路面的使用寿命会有所差别。研究所有这些施工过程中产生的变化因素与内部应力和路面使用寿命的关系,是这篇论文的主要目的。研究路基——先假定路面垫层的厚度、抗压回弹模量和基层、沥青面层的厚度、抗压回弹模量为原设值,取路基可能出现的弯沉值,用标准轴载BZZ-100验算路基路面各层的应力,并反演沥青路面的使用寿命,画出相关曲线图。研究路面垫层——以垫层的厚度和抗压回弹模量为基础,假设路基的弯沉值和路面其它各层厚度、抗压回弹模量为设计值,用标准轴载BZZ-100验算路基路面各层的应力,并反演沥青路面的使用寿命,画出相关曲线图。在研究路面其它各层时,设研究结构层的厚度、抗压回弹模量为变量,并假设路基的弯沉值、垫层的抗压回弹模量和厚度及路面其它各层厚度和抗压回弹模量为设计值,用标准轴载BZZ-100验算路基路面各层的应力,并反演沥青路面的预期使用寿命,画出影响曲线图。总结出施工后的实际路面结构的变化与沥青路面内部应力和路面预期使用寿命的关系,建立影响的函数关系式。在这些基础上,建立模拟实际路面结构参数与应力和预期使用寿命的模型。以某高速公路为实际研究对象,计算出施工之后路面结构的应力分布和路面预期使用寿命。研究路基——先假定路面垫层的厚度、抗压回弹模量和基层、沥青面层的厚度、抗压回弹模量为原设值,根据实测的弯沉值,用标准轴载BZZ-100验算路基路面各层的应力,并反演沥青路面的使用寿命。再研究路面垫层——以实际测得的路基弯沉和垫层的厚度、抗压回弹模量为基础,假定垫层之上各层的厚度和抗压回弹模量为设计值,用标准轴载BZZ-100验算路基路、面各层的应力,并反演沥青路面的使用寿命。在研究路面其它各层时,以相应层以下层的厚度和模量为实测值,之上各层厚度和模量为设计值,用标准轴载BZZ-100验算路基路面各层的应力,并反演沥青路面的使用寿命;算至最上层,得出路面建成后的实际使用寿命,并根据历次验算得出的路面使用寿命画出使用寿命的变化曲线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出和研究意义
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究的内容和技术路线
• 1.3.1 主要内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 小结
• 第二章 路面使用寿命的影响因素
• 2.1 影响路面寿命的外部因素
• 2.1.1 荷载因素
• 2.1.2 环境因素
• 2.2 影响路面使用寿命的内部因素
• 2.2.1 形成沥青路面结构参数与竣工结构不同的原因
• 2.2.2 模量和厚度对沥青路面的寿命和路面结构应力的影响
• 2.3 小结
• 第三章 路面结构参数对路面使用寿命的影响分析
• 3.1 依托工程
• 3.2 我国西南地区某高速公路设计技术参数
• 3.2.1 设计交通量
• 3.2.2 材料结构参数
• 3.2.3 路面结构设计
• 3.3 反演方法与步骤
• 3.4 计算弯沉系数F
• 3.4.1 计算弯沉系数F
• 3.4.2 计算其它应力系数
• 3.5 路面结构层厚度与材料参数对路面使用寿命的影响
• 3.5.1 路基回弹模量
• 3.5.2 垫层
• 3.5.3 底基层
• 3.5.4 基层
• 3.5.5 下面层
• 3.5.6 中面层
• 3.5.7 上面层
• 3.6 多参数变化对路面使用寿命的影响
• 3.7 小结
• 第四章 路面结构层厚度与材料参数对结构层应力的影响分析
• 4.1 建立应力计算模型
• 4.2 分析路基、路面结构参数的差异对路面结构层应力的影响
• 4.2.1 路基
• 4.2.2 垫层
• 4.2.3 底基层
• 4.2.4 基层
• 4.2.5 下面层
• 4.2.6 中面层
• 4.2.7 上面层
• 4.3 多参数变化影响下的路面层应力
• 4.4 小结
• 第五章 实体工程施工过程检测
• 5.1 工程位置
• 5.2 试验项目、方法
• 5.3 路面各结构层施工检测
• 5.3.1 弯沉测定
• 5.3.2 抗压回弹模量试验
• 5.3.3 路面材料的厚度测定
• 5.3.4 劈裂强度试验
• 5.4 小结
• 第六章 高速公路沥青路面结构设计反演
• 6.1 路基施工后路面结构拉应力和路面使用寿命反演
• 6.2 水泥稳定碎石各层施工后路面结构拉应力和路面使用寿命反演
• 6.2.1 垫层
• 6.2.2 底基层
• 6.2.3 基层
• 6.3 沥青面层施工后路面结构拉应力和路面使用寿命反演
• 6.3.1 下面层
• 6.3.2 中面层
• 6.3.3 上面层
• 6.4 反演成果总结
• 6.4.1 路面的使用寿命
• 6.4.2 路面的结构拉应力
• 6.5 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果