静动荷载作用下路面动态响应与参数分析

发布时间：2020-05-11 17:41

【摘要】：随着社会发展,超载车辆和重载车辆日益增加,对路面造成了许多严重的破坏,从而影响了行车安全及舒适性等。为了探究超载车辆与重载车辆对路面造成损坏的原因,本文重点研究了大荷载作用下路面的动态响应与参数分析。本文针对全国数百条常规道路进行调研,选出了四种路面结构,其中路面结构一:18cm水泥混凝土板面层+18cm石灰土基层+土基;路面结构二:22cm水泥混凝土板面层+22cm水泥稳定碎石基层+18cm石灰土底基层+土基;路面结构三:5cm沥青混凝土面层+22cm水泥稳定碎石基层+18cm石灰土底基层+土基;路面结构四:3cm沥青混凝土面层+18cm石灰土+土基。根据每种路面结构铺筑相应的实验路段,并将原公路工程规范中的五级加载法增加两级荷载共七级荷载以此来模拟重载及超载车辆。分别对四种路面结构进行静态承载板试验以及落锤式弯沉仪(FWD)冲击荷载。并根据实测的静态弯沉值与动态弯沉值绘制弯沉盆曲线,建立了全等级荷载作用下的各个路面结构动静弯沉值换算关系式。再通过实测的静态弯沉值反算出路面顶面静态回弹模量,运用Python语言编制出动态各结构层模量反算程序,并通过反算程序和实测动态弯沉盆反算出四种路面在不同荷载作用下的各结构层动态模量。对比动态与静态的回弹模量,建立静态荷载下的面层顶面综合回弹模量与动态各结构层模量之间的转换关系式,并验证了关系式的拟合度与显著性。通过静态弯沉盆发现在七个级位的荷载作用下,静态荷载所造成的弯沉盆在水平方向均没有很高的传播能力,在30cm处四种路面结构的弯沉值均大幅下降;通过动态荷载作用下的弯沉盆发现,六级和七级大荷载作用下的加载点弯沉值增加量比前五级荷载作用下的弯沉值增加量要大很多。通过两种不同加载方式获得的弯沉盆对比发现,在竖直方向,四种路面结构下的静态荷载弯沉盆比冲击荷载下的弯沉盆要深很多,并且随着荷载的增加,两种弯沉值在加载点的深度差距还在逐渐变大;在水平方向,动态荷载的弯沉值则表现出了更高的水平传播能力。并且通过同面层路面结构动态弯沉值相互对比发现,沥青混凝土面层的冲击荷载竖向传播能力要高于水泥混凝土板面层。本文建立的全等级荷载作用下的各个路面结构动静弯沉值换算关系式与静态面层顶面综合回弹模量与各结构层动态模量之间的转换关系式,通过检验发现关系式有很高的相关性。
【图文】：

第二章 试验方案设计第二章 试验方案设计计调查汇总公路路面结构进行了调查研究，涉及（陕西、湖表性路面结构的材料使用、建设时间等情况。在调研，调查范围包括高速公路以及一级、二级、级公路的里程划分见图 2-1 所示，其中陕西、湖的等级公路里程划分如表 2-1，，2-2 所示。

c） d）图 2-2 前期道路铺筑Figure 2-2 Early road paving定试验荷载等级承载板法的加-卸载方法在 0.1MPa 以下时，加载方法为每次增加 0.02MPMPa 时，加载方法为每次加载 0.04MPa，故试验中加载所有荷载为 0.1MPa、0.18MPa、0.22MPa、0.26MPa、0.3MPa、0.34MPa、0.38MPa、0.42MPa、0.5MPa、0.54MPa、0.58MPa、0.62MPa、0.66MPa、0.7MPa。以一级荷倍选取了七级荷载。记录加载级位分别为一级荷载 0.14MPa；二级荷a；三级荷载 0.42MPa；四级荷载 0.56MPa；五级荷载 0.7MPa；六级荷a；七级荷载 0.98MPa。章小结
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U418.6

【参考文献】

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本文编号：2658829