重交通高等级公路沥青面层合理厚度研究

论文摘要

国民经济高速发展的同时,公路运输也出现了“重载、大流量和渠化交通”的特点。交通流量大幅度增长,重型载货车和超载车辆数量急剧上升,直接导致路面出现严重的损坏,采用标准轴载及图式进行重交通路面结构厚度设计难以满足现代交通的需求。本研究根据重交通车辆的荷载作用特点,开展高等级道路沥青路面合理厚度的研究具有重要的理论意义及适用价值。本研究采用理论与实践相结合的方法,对唐山地区现有沥青路面损坏形式及车辆的运行特征进行了分析,提出适用于重交通沥青路面的荷载图示,并应用Bisar3.0结合此图示对重交通沥青路面进行力学特征分析。在此基础上,借鉴长寿命路面设计理念,对重交通沥青路面的设计控制指标、设计参数、结构类型组合、结构层合理厚度设计等方面展开研究,建立了重交通高等级公路沥青路面合理厚度计算模型,最终针对不同道路等级,推荐出重交通沥青路面的合理结构层厚度及材料类型。为了验证室内研究成果,铺筑了两段试验路,开放交通一年来运行状况良好。通过试验路观测及寿命周期费用分析表明,本研究推荐的路面结构型式合理,具有较高的性价比,经济和社会效益显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题主要研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 第二章 唐山地区重交通沥青路面结构及使用状况调查与分析
• 2.1 调查内容
• 2.1.1 调查路段的选择及调查内容的确定
• 2.1.2 沥青路面典型结构类型
• 2.2 唐山地区重交通沥青路面损坏及其原因分析
• 2.2.1 沥青路面的损坏形式
• 2.2.2 重载作用下沥青路面的车辙形式
• 2.2.3 重载作用下沥青路面的车辙原因分析
• 2.3 重交通沥青路面损坏对路面使用寿命的影响
• 2.3.1 重载对于沥青路面车辙的影响分析
• 2.3.2 重载对于沥青混凝土路面疲劳寿命的影响分析
• 2.3.3 重载对于沥青混凝土路面极限破坏的影响分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 重交通沥青路面荷载应力分析
• 3.1 重交通沥青路面车辆的运行特征分析
• 3.1.1 车辆状况观测
• 3.1.2 车辆的装载特征
• 3.1.3 超载车辆的轴载谱分析
• 3.2 重交通沥青路面力学特性分析
• 3.2.1 重交通沥青路面荷载图式研究
• 3.2.2 重交通对路面结构压应力的影响分析
• 3.2.3 重交通对路面结构弯拉应力的影响分析
• 3.2.4 重交通对路面结构剪应力的影响分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 重交通沥青路面结构组合设计
• 4.1 设计方法
• 4.1.1 设计控制指标的确定
• 4.1.2 设计参数的选取
• 4.1.3 力学计算软件Bisar3.0 的应用
• 4.2 重交通沥青路面结构层类型的选择
• 4.2.1 沥青面层
• 4.2.2 基层与底基层
• 4.3 重交通沥青路面结构厚度的影响因素分析
• 4.3.1 交通参数
• 4.3.2 面层材料模量
• 4.3.3 基层材料模量
• 4.4 重交通沥青路面结构合理厚度的推荐
• 4.4.1 沥青面层
• 4.4.2 半刚性基层
• 4.5 本章小结
• 第五章 重交通沥青路面结构材料设计
• 5.1 唐山地区自然区划及材料供应状况分析
• 5.2 各结构层组成材料的技术要求
• 5.2.1 沥青面层
• 5.2.2 基层和底基层
• 5.3 本章小结
• 第六章 试验路工程
• 6.1 试验路结构
• 6.2 试验路推荐级配
• 6.3 施工及质量控制
• 6.4 本章小结
• 第七章 重交通沥青路面寿命周期费用分析
• 7.1 寿命周期费用分析的组成
• 7.2 重交通沥青路面与原路面费用对比分析
• 7.3 本章小结
• 结论与建议
• 主要研究结论
• 进一步建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢