基于APT的重载交通沥青路面结构研究

论文摘要

沥青路面结构是我国高等级公路的主要路面型式,随着国民经济和公路交通运输事业的发展,运输车辆中大型载货车辆所占的比重越来越多,同时车辆超载、超限的现象也非常严重,造成了沥青路面车辙、疲劳等早期损坏,降低了沥青路面的使用寿命和服务水平。因此,研究适应重载交通条件的耐久性沥青路面结构成了道路科研人员亟待解决的问题。本文通过对甘肃省高等级公路沥青路面使用性能的调查,研究了甘肃省重载交通沥青路面结构的使用现状和损坏的主要原因;分析了重载对沥青路面结构的影响;分析了半刚性基层沥青路面结构的力学响应,根据力学响应分析的结果结合甘肃省的气候、交通及筑路材料的特点,推荐了适用于甘肃沥青路面结构的合理结构层参数。根据沥青路面调查和力学分析的结果,提出了四种不同的沥青路面结构,首先对四种沥青路面结构在重载作用下的力学响应进行了分析,然后使用世界上先进的加速加载试验设备ALF对这四种沥青路面结构的性能进行了试验验证。最后根据甘肃不同地区的气候特点、交通条件、经济水平及路面结构的使用性能,运用模糊理论评价了不同路面结构在甘肃不同地区的适用性,推荐了适用于甘肃不同地区的路面结构类型。在甘肃河西走廊地区推荐选用高性能基层薄沥青层路面结构或设置排水下面层的沥青路面结构,在甘肃黄土地区推荐使用设置排水下面层的沥青路面结构或柔性基层沥青路面结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 沥青路面加速加载研究概况
• 1.2.2 重载交通研究概况
• 1.3 本文的主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 本文的主要研究内容
• 1.3.2 本文的技术路线
• 第二章 甘肃省重载交通沥青路面使用性能调查研究
• 2.1 甘肃省的自然环境及交通特点
• 2.1.1 甘肃省的自然环境条件
• 2.1.2 甘肃省的公路交通特点
• 2.2 甘肃省高等级公路沥青路面使用状况及病害特征
• 2.2.1 甘肃省高等级公路典型沥青路面结构
• 2.2.2 陇东、陇西黄土高原大区路面结构病害特征分析
• 2.2.3 河西荒漠区路面结构病害特征分析
• 2.3 甘肃省高等级公路沥青路面病害原因分析
• 2.3.1 甘肃沥青路面车辙损坏的主要原因
• 2.3.2 甘肃沥青路面水破坏原因
• 2.3.3 甘肃沥青路面裂缝成因
• 2.4 本章小结
• 第三章 重载交通对沥青路面的影响
• 3.1 重载车轮胎的变化分析
• 3.2 重载交通对轴载换算的影响
• 3.3 重载交通沥青路面的破坏机理分析
• 3.4 重载交通对沥青路面设计的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 沥青路面力学响应规律及材料参数要求研究
• 4.1 力学计算程序及计算方案
• 4.2 半刚性基层沥青路面面层剪应力分布规律研究
• 4.3 沥青路面力学响应分析
• 4.4 沥青路面材料参数要求研究
• 4.4.1 重载交通沥青路面对各结构层的要求
• 4.4.2 重载交通沥青路面结构组合的原则
• 4.4.3 重载交通沥青路面结构材料参数要求
• 4.5 本章小结
• 第五章 重载沥青路面力学响应及疲劳寿命预估研究
• 5.1 路面结构的确定
• 5.2 重载交通沥青路面结构力学分析
• 5.2.1 不同轴载作用下路表弯沉对比分析
• 5.2.2 不同轴载作用下路面结构剪应力分析
• 5.2.3 不同轴载作用下路面结构基层、底基层层底拉应力对比
• 5.2.4 不同轴载作用下路基顶面压应变对比分析
• 5.3 重载交通沥青路面疲劳寿命预估
• 5.3.1 沥青路面疲劳寿命预估概述
• 5.3.2 半刚性基层沥青路面寿命预估方法
• 5.3.3 半刚性基层沥青路面结构的疲劳寿命预估
• 5.3.4 柔性基层沥青路面结构的疲劳寿命预估
• 5.3.5 四种结构的疲劳寿命预估对比
• 5.4 本章小结
• 第六章 重载交通沥青路面加速加载研究
• 6.1 加速加载试验研究的目的
• 6.2 加速加载试验研究概述
• 6.2.1 加速加载试验国内外研究现状
• 6.2.2 沥青路面加速加载试验仪适应性分析
• 6.3 重载交通沥青路面试验结构
• 6.3.1 加速加载试验结构设计
• 6.3.2 加速加载试验结构的修筑
• 6.4 重载交通沥青路面加速加载试验研究
• 6.4.1 重载沥青路面高温加载概况
• 6.4.2 沥青路面加速加载试验结果分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 重载交通沥青路面结构优选研究
• 7.1 对沥青路面结构的基本要求
• 7.2 基于模糊理论的路面结构评价模型
• 7.2.1 模糊理论在土木工程中的应用
• 7.2.2 路面综合性能模糊评价模型
• 7.2.3 模糊关系的量化
• 7.3 基于模糊理论的沥青路面结构评价优选
• 7.3.1 评价因素或指标的选择
• 7.3.2 基于模糊理论的沥青路面结构在甘肃河西荒漠大区的评价优选
• 7.3.3 沥青路面结构在陇东、陇西黄土高原大区优选评价
• 7.4 本章小结
• 结论及进一步研究的建议
• 1 结论
• 2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢