基于无约束共振法沥青混合料动态模量试验研究

发布时间：2017-07-25 19:25

  本文关键词：基于无约束共振法沥青混合料动态模量试验研究

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【摘要】：动态模量是表征沥青混合料动态动态力学特性的重要参数。然而目前最科学的动态模量试验方法为重复加载法,该方法设备昂贵,试验过程复杂繁琐,不利于普及和应用,因此需要寻求一种动态模量试验方法,既能快速准确地测量沥青混合料动态模量,又能用于路面芯样的模量测试。开展了基于无约束共振法沥青混合料动态模量试验研究,通过有限元模拟以及室内试验,研究该试验方法的可行性及动态模量的影响因素,分析了该方法与瑞利波分析法及重复加载法的相关性,最后进行了动态模量预估方程的修正。开展了无约束共振法试验的研究。确定了试验步骤、开发了相应的计算软件,并对试验结果的平行性和稳定性进行评价。通过与重复加载法试验结果的对比,验证了该方法的可行性。利用有限元模拟,分析了圆柱体试件固有频率的影响因素。利用试件的频率比计算了不同温度条件下沥青混合料的泊松比,提出了固有频率的厚度修正公式;通过室内试验,研究了温度、混合料级配类型、空隙率对动态模量的影响。开展了基于瑞利波分析技术动态模量试验的研究。利用有限元模型实现了瑞利波频散曲线的提取,验证了互谱分析技术的可行性,分析了纵波、FFT频率分辨率以及偏移距和道间距对相速度计算结果的影响。通过MSOR技术进行了沥青混合料瑞利波波速的检测,研究了不同温度条件下沥青混合料瑞利波波速的变化趋势,分析了不同混合料类型的瑞利波波速的大小关系。通过室内足尺度板的动态模量检测,提出了基于瑞利波分析法的沥青混合料动态模量的温度修正公式。分析了瑞利波分析法与无约束共振法试验结果的相关性。利用实测数据对现有的四种动态模量预估模型进行验证,对比分析不同预估模型的预估效果,采用实测数据对Witczak预估模型进行系数修正,并对修正后的预估模型进行评价。
【关键词】：沥青混合料 动态模量 试验研究 无约束共振法 瑞利波分析法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外的研究现状及分析10-14
• 1.2.1 重复加载法研究现状10-11
• 1.2.2 无约束共振法研究现状11
• 1.2.3 瑞利波分析法研究现状11-13
• 1.2.4 动态模量预估模型研究现状13
• 1.2.5 国内外文献综述的简析13-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-17
• 1.3.1 主要研究内容14-16
• 1.3.2 技术路线16-17
• 第2章 无约束共振试验方法研究17-33
• 2.1 无约束共振法模量测试原理17-20
• 2.1.1 固有频率计算17-19
• 2.1.2 动态模量计算19-20
• 2.2 试验方法确定和软件系统开发20-23
• 2.2.1 试件制备方法20-21
• 2.2.2 试验操作步骤21
• 2.2.3 软件系统开发21-23
• 2.3 试验方法稳定性研究23-26
• 2.3.1 重复敲击次数对试验结果的影响23
• 2.3.2 传感器布置点位对试验结果的影响23-24
• 2.3.3 平行试件测量结果的误差分析24-25
• 2.3.4 试件厚度对试验结果的影响25-26
• 2.4 无约束共振法可行性研究26-31
• 2.4.1 重复加载法动态模量主曲线分析26-28
• 2.4.2 无约束共振法动态模量主曲线分析28-30
• 2.4.3 无约束共振法与重复加载法的相关性分析30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 基于无约束共振法动态模量影响因素研究33-46
• 3.1 基于有限元模拟圆柱体试件固有频率影响因素分析33-40
• 3.1.1 圆柱体有限元模型的建立33-35
• 3.1.2 固有频率影响因素分析35-40
• 3.2 基于无约束共振法沥青混合料动态模量影响因素分析40-44
• 3.2.1 原材料性质及级配选择40-41
• 3.2.2 温度对动态模量的影响41-43
• 3.2.3 级配类型对动态模量的影响43-44
• 3.2.4 混合料空隙率对动态模量的影响44
• 3.3 本章小结44-46
• 第4章 无约束共振法与瑞利波分析法的对比研究46-69
• 4.1 瑞利波传播特性有限元模拟46-55
• 4.1.1 有限元模型的建立46-48
• 4.1.2 半无限空间介质瑞利波传播特性分析48-50
• 4.1.3 双层介质瑞利波传播特性分析50-52
• 4.1.4 瞬态互谱分析法影响因素分析52-55
• 4.2 沥青混合料瑞利波波速测量55-60
• 4.2.1 MSOR技术简介55-56
• 4.2.2 试件成型56-57
• 4.2.3 不同温度条件下沥青混合料的波速57-59
• 4.2.4 不同类型沥青混合料的波速59-60
• 4.3 基于瑞利波分析法动态模量数据分析60-66
• 4.3.1 试验设备简介60-61
• 4.3.2 PSPA现场实测数据分析61-63
• 4.3.3 基于瑞利波分析法动态模量温度影响规律分析63-66
• 4.4 瑞利波分析法与无约束共振法相关性分析66-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第5章 基于无约束共振法WITCZAK预估模型修正69-75
• 5.1 动态模量预估模型适用性分析69-73
• 5.1.1 预估模型简介69-71
• 5.1.2 预估模型对比分析71-73
• 5.2 WITCZAK预估模型修正73-74
• 5.3 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果81-83
• 致谢83-84
• 个人简历84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 马士杰;付建村;韦金城;高雪池;;大粒径透水性沥青混合料动态模量预估模型研究[J];公路交通科技;2010年05期

2 胡霞光;李德超;田莉;;沥青混合料动态模量研究进展[J];中外公路;2007年01期

3 马林;张肖宁;;基于间接拉伸试验模式的沥青混合料动态模量[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年10期

4 刘宇;张肖宁;陈少幸;;基于半圆试件的沥青混合料动态模量测试方法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2010年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 黄琪;沥青路面施工过程质量评价与支付方法研究[D];长安大学;2009年

2 扈惠敏;沥青路面施工质量变异性研究[D];长安大学;2005年

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本文编号：572893