级配碎石过渡层沥青路面结构研究

论文摘要

采用具有严格级配、施工要求的高质量级配碎石作为沥青面层和半刚性基层之间的过渡层,可以较好地解决半刚性基层沥青路面裂缝严重和排水差的问题。本文针对级配碎石材料的非线性,从材料和结构两方面对级配碎石回弹模量设计参数进行系统研究,采用弹性层状体系分析程序迭代方法,深入分析级配碎石过渡层沥青路面结构受力,提出其结构设计方法,并推荐合理结构。论文从级配碎石的隔离作用以及作为散粒结构所具有的对裂纹尖端应变能消散、吸收作用两方面阐释级配碎石过渡层的防裂机理。综合室内动三轴试验确定的回弹模量模型计算得到的级配碎石过渡层模量和试验路承载板试验反算结果,并参考国外沥青路面设计方法对级配碎石模量范围的确定,根据级配碎石混合料的类型和在路面结构组合设计中的层位,推荐级配碎石在路面进行结构设计中采用的回弹模量。采用基于弹性层状体系解的KENLAYER迭代程序对级配碎石过渡层模量进行非线性分析,根据正交设计法安排参数组合,对计算结果进行极差和方差分析,得出对级配碎石过渡层模量有显著性影响的因素,再利用均匀设计法安排这些因素,最后对计算结果进行回归,得出级配碎石过渡层模量的实用计算公式。考虑级配碎石材料的非线性,采用弹性层状体系分析程序迭代方法,深入分析级配碎石过渡层沥青路面结构受力的变化。确定控制级配碎石过渡层沥青路面发生破坏的四个设计指标为:沥青层底弯拉应变、级配碎石层顶面竖向剪切应力、半刚性层底弯拉应力和路基顶面竖向压应变,提出级配碎石过渡层沥青路面结构设计方法,推荐级配碎石过渡层沥青路面合理结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 沥青路面级配碎石过渡层防裂机理分析
• 2.1 半刚性基层沥青路面反射裂缝形成机理
• 2.1.1 温缩裂缝的形成及扩展
• 2.1.2 干缩裂缝的形成及扩展
• 2.1.3 荷载型裂缝的形成及扩展
• 2.2 级配碎石过渡层防裂机理
• 2.2.1 级配碎石散粒体的消散、吸收作用
• 2.2.2 级配碎石过渡层的隔离作用
• 2.3 小结
• 第三章 级配碎石材料回弹模量分析
• 3.1 概述
• 3.2 国外级配碎石参数分析
• 3.2.1 动模量参数分析
• 3.2.2 国外沥青路面设计方法对未处治粒料模量的考虑
• 3.3 室内重复动态三轴回弹模量的分析确定
• 3.4 现场承载板法模量测定与分析
• 3.5 级配碎石回弹模量推荐
• 3.5.1 级配碎石回弹模量统计与分析
• 3.5.2 级配碎石回弹模量的推荐
• 3.6 小结
• 第四章 沥青路面级配碎石过渡层模量的研究
• 4.1 级配碎石过渡层模量的非线性分析
• 4.2 级配碎石过渡层模量影响因素敏感性分析
• 4.2.1 计算参数范围的确定
• 4.2.2 参数影响规律分析
• 4.2.3 模量实用计算公式
• 4.3 小结
• 第五章 级配碎石过渡层沥青路面结构受力分析
• 5.1 计算考察指标的选取
• 5.2 参数影响规律分析
• 5.2.1 沥青面层厚度和模量的影响
• 5.2.2 半刚性基层厚度和模量的影响
• 5.2.3 级配碎石过渡层厚度和土基模量的影响
• 5.3 小结
• 第六章 级配碎石过渡层沥青路面结构设计方法研究
• 6.1 国外设计方法介绍
• 6.2 级配碎石过渡层沥青路面结构破坏类型
• 6.3 级配碎石过渡层沥青路面设计指标
• 6.3.1 永久变形（车辙）
• 6.3.2 疲劳开裂性能
• 6.4 路面结构设计指标容许值的计算
• 6.5 级配碎石过渡层材料要求与设计参数确定
• 6.6 结构设计流程
• 6.7 合理结构推荐
• 6.8 小结
• 主要结论及进一步研究的问题
• 主要结论
• 进一步研究的问题
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢