【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展港口地區(qū)進(jìn)出口貨物量增加,導(dǎo)致港口地區(qū)疏港道路上運(yùn)輸貨物的重載車輛數(shù)量迅速增加并且普遍存在超載超重情況,部分原有路面結(jié)構(gòu)不能滿足如此繁重的交通任務(wù),導(dǎo)致疏港道路出現(xiàn)了大量的病害。青島作為“一帶一路”港口建設(shè)的重要環(huán)節(jié),港口規(guī)模的擴(kuò)大以及疏港道路運(yùn)輸網(wǎng)的建設(shè)都是至關(guān)重要的。因此有必要對疏港道路的交通特性、路面結(jié)構(gòu)和路面病害特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查分析,根據(jù)調(diào)查分析結(jié)果提出適合疏港道路的路面結(jié)構(gòu)組合。首先,本文針對疏港道路的交通特性和病害進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查發(fā)現(xiàn)疏港道路重載車輛占比在30%以上,重載車輛中超載車輛數(shù)占比在80%以上。重載車輛集中出行和超載超重問題導(dǎo)致道路上車輛速度普遍較低。疏港道路上下行方向車輛滿載比也不僅相同。根據(jù)疏港路面病害調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)疏港道路病害主要表現(xiàn)為車輪跡下的車轍現(xiàn)象。通過路面車轍原位鉆芯取樣調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)疏港道路中上面層變形量較大。本文針對疏港道路交通特性和病害特點(diǎn)推薦了疏港道路路面結(jié)構(gòu)。其次,對原有路面結(jié)構(gòu)使用的瀝青混合料和針對疏港道路路面車轍而采用的高模量瀝青混合料、大粒徑透水瀝青混合料進(jìn)行動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)和單軸貫入強(qiáng)度試驗(yàn)。通過試驗(yàn)得到瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量和相位角,分析高溫條件下各瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量變化情況。高模量瀝青混合料在高溫條件下依然有較高的動(dòng)態(tài)模量,表明其具有較好的高溫性能和抗變形能力。車轍實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明各瀝青混合料隨輪胎壓強(qiáng)的增加動(dòng)態(tài)穩(wěn)定度降低而車轍變形量增加,說明超載對瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度和車轍變形影響顯著。高模量瀝青混合料的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定度降低幅度和車轍變形量增加幅度相對較低,說明其具有良好的動(dòng)穩(wěn)定度和抗車轍能力。通過單軸貫入強(qiáng)度分析各瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度,結(jié)果表明高模量瀝青混合料抗剪強(qiáng)度明顯提高。再次,通過有限元計(jì)算分析推薦的疏港路面結(jié)構(gòu)在常溫和高溫時(shí)不同軸載作用下的路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)。從瀝青層內(nèi)垂直剪應(yīng)力和剪應(yīng)變角度分析證明推薦的疏港路面結(jié)構(gòu)具有良好的抗車轍能力。從瀝青層底橫向拉應(yīng)力和橫向拉應(yīng)變角度分析證明推薦的疏港路面結(jié)構(gòu)具有良好的抗疲勞能力。最后,對基于剪應(yīng)力的車轍預(yù)估模型進(jìn)行修正和標(biāo)定。利用車轍預(yù)估模型計(jì)算推薦路面結(jié)構(gòu)的車轍發(fā)展情況,結(jié)果表明推薦的路面結(jié)構(gòu)中采用高模量瀝青混合料可有效的提高路面高溫抗車轍能力。通過疲勞壽命計(jì)算分析可知,大粒徑透水性瀝青混合料可有效提高瀝青層的抗疲勞性能。最終,推薦出適用于重載交通的路面結(jié)構(gòu)組合。
【圖文】：

數(shù)據(jù)采集器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集并記錄每個(gè)車輛信息不需要人工值守。如圖2.2 所示，可通過電腦導(dǎo)出數(shù)據(jù)采集器記錄的信息，可將所有的配置參數(shù)設(shè)定存入計(jì)算機(jī)內(nèi)，遇到系統(tǒng)故障時(shí)可從計(jì)算機(jī)中上傳已有設(shè)置來恢復(fù)參數(shù)設(shè)置。該系統(tǒng)安裝后需要在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)在每一車道上使用已知各軸載的3 種軸型車輛進(jìn)行至少 3 種車速的車輛通過測試。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試使系統(tǒng)達(dá)到測試精確度要求。在現(xiàn)場可以使用靜態(tài)稱重設(shè)備進(jìn)行車輛軸載的標(biāo)定測試，避免因使用地磅進(jìn)行測試軸載的麻煩，提高了測試效率和準(zhǔn)確性。便捷式靜態(tài)稱重設(shè)備如圖 2.3 所示。圖 2.3 捷式靜態(tài)稱重設(shè)備

的快速安裝優(yōu)點(diǎn)，如圖 2.2 所示， 該傳感具有一定的柔韌性因此可路表面貼合，可以避免因路面不平整導(dǎo)致傳感器測量數(shù)據(jù)不精確的影電傳感器以一定間距平行安裝于車道外輪跡線。數(shù)據(jù)采集器的電能池和太陽能供電組合，由此可以實(shí)現(xiàn)電能的持續(xù)供應(yīng)進(jìn)行無間斷數(shù)據(jù)采集器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集并記錄每個(gè)車輛信息不需要人工值守�？赏ㄟ^電腦導(dǎo)出數(shù)據(jù)采集器記錄的信息，可將所有的配置參數(shù)設(shè)定，遇到系統(tǒng)故障時(shí)可從計(jì)算機(jī)中上傳已有設(shè)置來恢復(fù)參數(shù)設(shè)置。統(tǒng)安裝后需要在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)定，，標(biāo)定時(shí)在每一車道上使用已知各軸車輛進(jìn)行至少 3 種車速的車輛通過測試。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試使系統(tǒng)達(dá)到求。在現(xiàn)場可以使用靜態(tài)稱重設(shè)備進(jìn)行車輛軸載的標(biāo)定測試，避免行測試軸載的麻煩，提高了測試效率和準(zhǔn)確性。便捷式靜態(tài)稱重設(shè)示。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U418.68

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本文編號：2640035