當(dāng)車輛行駛在有表面徑流的瀝青路面上時,輪胎會驅(qū)使水對路面結(jié)構(gòu)不斷“擠壓”和“抽吸”,加劇了瀝青路面結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的不利受力狀態(tài),所形成的動態(tài)孔隙水壓力(以下簡稱“動水壓力”)環(huán)境會不斷侵蝕瀝青材料,最終發(fā)展為水損害,影響瀝青路面整體的服役性能與壽命。動水壓力環(huán)境造成瀝青路面破壞的嚴(yán)重性已逐漸為人們所意識到,但現(xiàn)有相關(guān)研究仍存在許多不完善和不足之處,特別是針對多因素耦合作用下的影響規(guī)律仍缺乏系統(tǒng)性地深入探索。為進(jìn)一步揭示動水壓力對瀝青路面破壞的影響,本文采用數(shù)值模擬、足尺加速加載試驗和多尺度室內(nèi)試驗等手段,探索了路面干燥與飽水狀態(tài)下結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的差異,研究了動水壓力量級和作用時間、水溫等因素對瀝青混合料力學(xué)性能的影響,并從多個尺度分析了動水壓力環(huán)境造成瀝青材料失效的機(jī)理。通過圍繞動水壓力對瀝青路面破壞的影響所開展的系統(tǒng)研究,得出的主要研究結(jié)論如下:(1)采用ABAQUS模擬了干燥與飽水狀態(tài)下瀝青路面結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)規(guī)律。水的存在會使得瀝青路面結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)變得更復(fù)雜。車輛荷載增大會顯著提升應(yīng)力、應(yīng)變與孔隙水壓力等指標(biāo)的幅值。正、負(fù)孔隙水壓力的量級會隨著車速增長而明顯增大;兩種狀態(tài)的應(yīng)力幅值均會...

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 研究現(xiàn)狀分析
    2.1 動水壓力環(huán)境引起瀝青路面破壞的機(jī)理分析
        2.1.1 宏觀尺度機(jī)理
        2.1.2 微觀尺度機(jī)理
    2.2 動水壓力環(huán)境對瀝青路面結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)影響的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 基于數(shù)值模擬的相關(guān)研究現(xiàn)狀
        2.2.2 基于傳感器監(jiān)測的相關(guān)研究現(xiàn)狀
    2.3 動水壓力環(huán)境對道路瀝青材料服役性能影響的研究現(xiàn)狀
        2.3.1 傳統(tǒng)評價水損害的試驗方法
        2.3.2 考慮動水壓力環(huán)境評價水損害的試驗方法
        2.3.3 動水壓力環(huán)境引起水損害的多尺度試驗研究現(xiàn)狀
    2.4 當(dāng)前動水壓力相關(guān)研究存在的局限與不足
    2.5 本文擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題、研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        2.5.1 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題
        2.5.2 主要研究內(nèi)容
        2.5.3 技術(shù)路線
3 動水壓力環(huán)境影響瀝青路面結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的數(shù)值模擬研究
    3.1 理論基礎(chǔ)
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 瀝青路面結(jié)構(gòu)與材料參數(shù)
        3.2.2 邊界條件與加載模型
    3.3 模擬動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的時程變化特性分析
    3.4 模擬動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的幅值隨車速、車載變化規(guī)律
    3.5 模擬動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的空間分布規(guī)律
        3.5.1 豎向分布
        3.5.2 橫向分布
    3.6 有限元模型的驗證
    3.7 本章小結(jié)
4 動水壓力環(huán)境影響瀝青路面結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)的現(xiàn)場試驗研究
    4.1 基于足尺加速加載的瀝青路面結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)監(jiān)測現(xiàn)場試驗
        4.1.1 足尺加速加載試驗系統(tǒng)介紹
        4.1.2 現(xiàn)場試驗段準(zhǔn)備
        4.1.3 現(xiàn)場試驗方案
        4.1.4 監(jiān)測信號處理
    4.2 現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)分析
        4.2.1 應(yīng)力、應(yīng)變指標(biāo)隨加載參數(shù)變化規(guī)律
        4.2.2 前、后軸車輪產(chǎn)生動水壓力對比分析
    4.3 飽水瀝青路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動水壓力信號的橫向場域分布特征
    4.4 飽水瀝青路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動水壓力的預(yù)測模型
    4.5 本章小結(jié)
5 動水壓力環(huán)境對瀝青混合料力學(xué)性能的影響研究
    5.1 水環(huán)境模擬試驗方法及瀝青材料情況
        5.1.1 水環(huán)境模擬試驗方法
        5.1.2 試驗用原材料基本性能
    5.2 力學(xué)強(qiáng)度
    5.3 高溫穩(wěn)定性
        5.3.1 試驗設(shè)計
        5.3.2 試驗及分析方法
        5.3.3 試驗結(jié)果及分析
    5.4 低溫抗裂性
        5.4.1 試驗設(shè)計
        5.4.2 試驗及分析方法
        5.4.3 試驗結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
6 動水壓力環(huán)境造成道路瀝青材料失效的機(jī)理研究
    6.1 瀝青混合料的組分敏感性
        6.1.1 試驗設(shè)計
        6.1.2 試驗及分析方法
        6.1.3 試驗結(jié)果及分析
    6.2 瀝青的表面能參數(shù)變化
        6.2.1 試驗設(shè)計
        6.2.2 試驗及分析方法
        6.2.3 試驗結(jié)果及分析
    6.3 瀝青的官能團(tuán)和化學(xué)鍵變化
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 基于Matlab獲取現(xiàn)場監(jiān)測信號特征點(diǎn)的程序
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3735208