基于加速加载的沥青层疲劳性能研究

论文摘要

本文作为“基于多指标的沥青路面结构设计方法研究”课题的重要组成部分,其主要目的是对我国最新的沥青面层疲劳损坏预估模型的适用性及合理性进行分析、评价和修正,并最终建立适合我国的沥青路面疲劳损坏预估模型,为基于多指标的沥青路面结构设计方法的研究提供技术支撑。通过室内试验与现场加速加载试验相结合的方法,最终建立的沥青路面疲劳寿命预估模型。首先,对不同类型的沥青混合料进行不同应变水平下的常应变控制模式的四点弯曲疲劳试验,对我国最新提出的室内疲劳寿命预估模型的预测精度及有效性进行验证。其次,修建了四种不同结构的AC-13型沥青路面,基层为级配碎石。通过ALF加速加载试验,得到了沥青面层在疲劳过程中弯沉、层底拉应变、以及模量的变化规律。本过程共进行单轴加载80万次,其中结构二、结构三和结构四达到疲劳破坏的标准。最后,采用加载模式系数的方法并结合Sigmoidal函数形式,将沥青混合料室内疲劳预估模型与现场ALF试验路的疲劳性能建立联系,并通过横向分布修正以及标准轴载换算得到了沥青路面疲劳寿命预估方程。验证结果表明,本模型比北京ALF疲劳寿命预估模型具有更高的预测精度和稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 沥青混合料疲劳性能试验方法研究
• 1.2.2 沥青混合料疲劳性能模型研究
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 沥青混合料室内疲劳寿命预估模型的验证研究
• 2.1 四点弯曲疲劳试验方法介绍
• 2.1.1 四点弯曲疲劳试验设备
• 2.1.2 疲劳试件的制备
• 2.1.3 疲劳破坏的标准
• 2.1.4 四点弯曲疲劳试验步骤
• 2.1.5 试验参数计算方法
• 2.2 疲劳试验控制模式的选择
• 2.2.1 两种控制模式的比较
• 2.2.2 不同控制模式适用条件
• 2.2.3 应变控制模式的确定
• 2.3 疲劳试验方案
• 2.4 疲劳试验结果分析
• 2.5 沥青混合料室内疲劳预估模型验证研究
• 2.5.1 我国室内疲劳预估模型介绍
• 2.5.2 室内疲劳预估模型验证
• 2.6 本章小结
• 第3章 沥青路面疲劳性能加速加载试验
• 3.1 ALF试验路的实施和质量控制
• 3.1.1 试验段路面结构设计
• 3.1.2 原材料室内试验
• 3.1.3 混合料级配设计
• 3.1.4 施工质量控制
• 3.2 ALF加速加载设备
• 3.3 加速加载试验环境
• 3.4 本章小结
• 第4章 加速加载试验路面响应分析
• 4.1 加速加载实时响应监测与分析
• 4.1.1 路面实时响应数据采集
• 4.1.2 路面实时响应数据分析
• 4.2 ALF试验路力学响应分析
• 4.2.1 FWD模量反算及温度修正
• 4.2.2 力学响应计算
• 4.3 本章小结
• 第5章 沥青路面疲劳寿命预估模型研究
• 5.1 基于ALF试验路的疲劳寿命预估模型的建立
• 5.1.1 加载模式系数MF
• 5.1.2 ALF试验路加载模式系数计算
• 5.1.3 ALF试验路疲劳寿命预估模型
• 5.1.4 本模型与北京ALF疲劳试验结果对比
• 1'>5.2 横向分布修正系数K₁
• 5.3 标准轴载换算
• 5.4 沥青路面疲劳预估模型
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 有待进一步解决的问题
• 参考文献
• 后记
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况