基于伯格斯模型的沥青混合料高温变形影响因素分析

论文摘要

沥青路面作为一种柔性路面结构,因其具有行车舒适,连续性好的结构特点在高等级公路建设中得到广泛应用。沥青混合料作为一种粘弹性力材料,在外界多样性影响因素的共同作用下,随着荷载作用次数的增加,结构强度逐渐降低,在高温作用下形成车辙,这严重影响了路面的行车稳定性和舒适性。路面永久变形一直是道路工程界研究的重点。本文对现行车辙变形的预测方法进行了归纳分析。在此基础上,基于BURGERS粘弹性模型理论,考虑道路使用过程中动态荷载的作用特点,采用积分型本构方程建立了沥青混合料车辙板式试件的高温车辙变形积分计算方法,并得到其显式表达式。对AC-13型密级配沥青混合料的抗车辙性能进行了测试分析,根据室内试验车辙变形测试值,推导了粘弹性参数的计算方法,运用线性回归分析的方法对BURGERS模型的粘弹性参数进行了拟合识别,对本文方法的正确性进行了验证分析。采用有线差分法对车辙试验进行了模拟分析,通过与试验测试结果的对比分析,表明本文所建立的方法对于描述沥青混合料的高温变形性能是适用的。运用本文方法计算得到的粘弹性参数能够很好的预测沥青混合料的高温车辙变形性能。运用有限差分方法对沥青混合料高温车辙变形的影响因素进行了分析,对不同荷载作用水平、有效荷载作用时间和路面结构参数的混合料高温车辙变形发展规律进行了对比分析,表明半刚性基层和柔性基层结构相比具有更好的高温抗车辙性能。

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 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 存在的不足
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 沥青混合料车辙板高温变形计算方法
• 2.1 现有的车辙预估计算方法
• 2.1.1 统计法
• 2.1.2 理论统计法
• 2.1.3 理论法
• 2.2 Burgers 模型的本构方程
• 2.3 沥青混合料板式试件高温变形计算方法的确定
• 2.3.1 单层车辙板永久变形公式的建立
• 2.3.2 板式试件应力分布规律的分析
• 2.3.3 板式试件高温变形公式的建立
• 2.4 本章小结
• 第3章 室内车辙试验测试及粘弹性参数获取
• 3.1 单质材料基本指标
• 3.1.1 沥青基本指标
• 3.1.2 集料和矿粉技术性能指标
• 3.1.3 试验级配的选择与确定
• 3.2 密级配沥青混凝土高温抗车辙性能试验研究
• 3.2.1 高温稳定性评定方法
• 3.2.2 车辙实验测试
• 3.3 车辙板试件粘弹性参数的获取
• 3.4 粘弹性参数的准确性验证
• 3.5 本章小结
• 第4章 沥青路面高温变形影响因素分析
• 4.1 应力作用水平对沥青混合料高温稳定性的影响
• 4.2 荷载有效作用时间对车辙变形的影响
• 4.3 道路结构参数对车辙变形的影响
• 4.3.1 道路结构参数的选定
• 4.3.2 不同道路结构应力分布规律分析
• 4.3.3 不同道路结构车辙变形规律分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢