本文選題：重載交通 + 瀝青路面��； 參考：《東南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,內(nèi)蒙古地區(qū)作為能源輸出地,境內(nèi)公路干線重載現(xiàn)象越來越嚴(yán)重�，F(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范以常規(guī)荷載作為設(shè)計(jì)荷載,以此設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)其使用性能和壽命難以滿足重載車輛的行駛需求。因此,需要研究出與實(shí)際交通狀況相適應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。論文以實(shí)體工程為依托,分析了重載交通作用下貨車軸載分布、荷載作用圖示和路面病害形式；通過室內(nèi)試驗(yàn)研究了重載交通作用下路面結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)；采用有限元方法研究了重載交通作用下瀝青路面力學(xué)特性；研究了重載交通作用下瀝青路面的軸載換算；提出了適合重載交通的瀝青路面結(jié)構(gòu)組合及設(shè)計(jì)方法。首先,論文分析了重載交通作用下貨車軸載分布、荷載作用圖示和路面病害形式。論文分析了內(nèi)蒙古境內(nèi)及周邊地區(qū)典型貨運(yùn)公路的交通組成和貨車軸載資料,得到了重載貨車軸載譜；實(shí)測分析了貨車載重軸輪胎接地壓強(qiáng)和面積,得到了適用于重載貨車的荷載作用圖示；實(shí)地調(diào)研分析了重載交通作用下110國道路面病害形式和成因。其次,論文研究了重載交通作用下路面結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。論文通過室內(nèi)試驗(yàn)分析了瀝青混合料和半剛性基層材料受力特性,得到了結(jié)構(gòu)層材料應(yīng)力—應(yīng)變曲線、瀝青混合料動態(tài)模量主曲線,并得出了重載交通作用下瀝青混合料和半剛性基層材料動靜態(tài)模量取值范圍,為路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析提供了材料參數(shù)。再次,論文研究了重載交通作用下瀝青路面力學(xué)特性。論文利用有限元軟件ABAQUS分析了瀝青路面結(jié)構(gòu)在不同荷載作用下的三維空間力學(xué)響應(yīng)；分析了重載交通作用下不同基層(柔性基層、半剛性基層、剛性基層)瀝青路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)；分析了重載交通作用下縱坡對瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)的影響,指出了縱坡路段病害產(chǎn)生的原因,并根據(jù)縱坡路段路面結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)對瀝青層疲勞預(yù)估模型和瀝青層永久變形預(yù)估模型進(jìn)行了修正。運(yùn)用瀝青路面疲勞預(yù)估模型、瀝青層永久變形預(yù)估模型、基層疲勞預(yù)估模型、路基頂面壓應(yīng)變預(yù)估模型分析了現(xiàn)有110國道路面結(jié)構(gòu),指出了現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)的不足。然后,論文研究了重載交通作用下瀝青路面的軸載換算。論文在力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)等效原則和相應(yīng)的預(yù)估模型推導(dǎo)出重載交通作用下基于疲勞等效、瀝青層永久變形等效、路基頂面壓應(yīng)變等效的軸載換算公式。最后,論文提出了適合重載交通的瀝青路面結(jié)構(gòu)組合方案和設(shè)計(jì)方法。論文在對路面病害、重載車輛軸重分布、荷載圖示、路面受力分析、軸載換算及材料參數(shù)等綜合研究的基礎(chǔ)上,推薦了重載交通瀝青路面結(jié)構(gòu)組合方案,初步提出了適用于重載交通的瀝青路面結(jié)構(gòu)多指標(biāo)設(shè)計(jì)方法,并結(jié)合具體算例分析論證了論文方法在重載交通瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的合理性與適用性。
[Abstract]:With the development of national economy, Inner Mongolia as an energy export region, the phenomenon of heavy load of highway trunk is becoming more and more serious.The current asphalt pavement design code takes the conventional load as the design load. The performance and life of the pavement structure designed with this design is difficult to meet the requirements of heavy-duty vehicles.Therefore, it is necessary to study the design method of pavement structure adapted to the actual traffic conditions.Based on the solid engineering, the paper analyzes the distribution of axle load, the graph of load action and the form of pavement disease under heavy load traffic, and studies the design parameters of pavement structure layer material under heavy load traffic through laboratory tests.The mechanical properties of asphalt pavement under heavy load traffic are studied by finite element method, the axle load conversion of asphalt pavement under heavy load traffic is studied, and the structure combination and design method of asphalt pavement suitable for heavy load traffic are put forward.Firstly, the distribution of axle load, the graph of load action and the form of pavement disease are analyzed.The paper analyzes the traffic composition and axle load data of typical freight road in and around Inner Mongolia, obtains the axle load spectrum of heavy truck, and analyzes the ground pressure and area of truck truck tire.This paper obtains the graph of load action suitable for heavy duty truck, and analyzes the form and cause of road surface disease of 110 national highway under heavy load traffic action on the spot.Secondly, the design parameters of pavement structure material under heavy traffic are studied.In this paper, the mechanical properties of asphalt mixture and semi-rigid base material are analyzed through laboratory tests, and the stress-strain curve of structural layer material and the main curve of dynamic modulus of asphalt mixture are obtained.The range of dynamic and static modulus of asphalt mixture and semi-rigid base material under heavy load traffic is obtained, which provides material parameters for pavement structural mechanics analysis.Thirdly, the paper studies the mechanical properties of asphalt pavement under heavy traffic.In this paper, the three-dimensional spatial mechanical response of asphalt pavement structure under different loads is analyzed by using finite element software ABAQUS, and the different base course (flexible base, semi-rigid base) under heavy load traffic is analyzed.The mechanical response of asphalt pavement structure, the influence of longitudinal slope on the mechanical response of asphalt pavement structure under heavy traffic load is analyzed, and the causes of the disease in longitudinal slope section are pointed out.The fatigue prediction model of asphalt layer and the prediction model of permanent deformation of asphalt layer are modified according to the stress characteristics of pavement structure in longitudinal slope section.The fatigue prediction model of asphalt pavement, the prediction model of permanent deformation of asphalt layer, the fatigue prediction model of base course and the pressure-strain prediction model of roadbed top surface are used to analyze the existing 110 national highway pavement structure, and the shortcomings of the existing pavement structure are pointed out.Then, the paper studies the axle load conversion of asphalt pavement under heavy traffic.On the basis of mechanical analysis, according to the principle of equivalence and the corresponding prediction model, this paper deduces the axial load conversion formula based on fatigue equivalent, asphalt layer permanent deformation equivalent, roadbed top compressive strain equivalent under the action of heavy load traffic.Finally, the paper puts forward the combination scheme and design method of asphalt pavement structure suitable for heavy haul traffic.On the basis of comprehensive research on pavement diseases, axle load distribution of heavy-duty vehicles, load diagram, analysis of pavement forces, axle load conversion and material parameters, the paper recommends the structure combination scheme of heavy haul traffic asphalt pavement.The multi-index design method of asphalt pavement structure suitable for heavy haul traffic is put forward preliminarily, and the rationality and applicability of this method in the design of heavy haul traffic asphalt pavement structure are proved by the analysis of concrete examples.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U416.217

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本文編號：1761118