温度与荷载作用下沥青路面受力特性研究

论文摘要

沥青混凝土路面因其固有的优越性而在世界各地被广泛应用。沥青混凝土材料性能比较复杂,其力学性能指标具有温度和加载时间的依赖性。但由于国内现行沥青混合料和路面结构设计规范中虽对上述因素有所涉并以抗车辙能力及轴载换算作为设计重要因素之一,但以上方法多属固定条件下的经验法且无法对荷载温度下混合料粘弹特性、车辙形成规律以及环境影响因素作出解释。故本文从温度和荷载的理论研究入手,在国内外现有研究成果基础上,采用数值模拟分析方法对沥青路面温度场及荷载进行了广泛研究。本文首先从理论研究方面对沥青路面温度场的产生及方式进行了回顾,并对现有研究应用现状进行了分析。其次,本文根据实地调查数据,明确了温度的主要影响因素为太阳辐射与气温,而路面荷载则受交通量的影响较大。而后,从沥青路面温度场的两种通常方式导热与对流入手,简要介绍了各自边界条件,并为之后的软件模拟奠定基础。在0.2Mpa、0.7Mpa、1.2Mpa、1.7Mpa的荷载条件及-15～15°C的变温条件下,通过有限元软件ABAQUS和路面分析软件BISAR分别进行动、静载力学分析后,并基于基于粘弹性力学理论和D-P模型,分别对不同温度荷载组合下的路面应力应变进行了分析,认为在瞬时荷载及变温条件下路面应力应变主要表现为线性变形且软件分析结果与实测结果据表明温度在沥青层间具有明显滞后性影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题提出及研究意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 路面温度场研究现状
• 1.2.2 路面荷载研究现状
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 安新高速交通量实测与交通参数分析
• 2.1 区域道路网分析
• 2.2 区域交通流现状分析
• 2.2.1 安新高速交通现状分析
• 2.2.2 107 国道交通现状分析
• 2.3 交通需求预测
• 2.3.1 交通小区划分
• 2.3.2 基年OD 估计
• 2.3.3 交通量预测
• 2.4 交通参数分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 安新高速温度场实测及影响因素分析
• 3.1 温度场实测目的
• 3.2 温度场实测方案
• 3.2.1 观测内容
• 3.2.2 观测频率
• 3.3 温度场实测结果及分析
• 3.3.1 环境因素
• 3.3.2 道路结构温度
• 3.4 国内路面温度场实测结果分析
• 3.4.1 昼夜温度变化规律
• 3.4.2 气温与路面温度的关系
• 3.4.3 不同深度处温度与气温的相关关系
• 3.5 本章小结
• 第四章 温度和荷载作用下路面受力特性分析
• 4.1 路面力学计算方法
• 4.2 动载作用下的路面受力特性分析
• 4.2.1 参数及模型选择
• 4.2.2 荷载作用下路面应力响应
• 4.2.3 动荷载下路表最大剪应力分析
• 4.3 温度条件下的路面受力特性分析
• 4.3.1 层状体系模型假设
• 4.3.2 路面结构参数的选择
• 4.3.3 温度对路面力学特性的影响
• 4.3.4 荷载对路面力学特性的影响
• 4.4 温度与荷载条件下的路面受力分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 主要结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文及参加的科研项目
• 详细摘要