基于轮胎与路面接触的沥青混合料抗滑性能评价研究

发布时间：2017-07-15 08:12

  本文关键词：基于轮胎与路面接触的沥青混合料抗滑性能评价研究

  更多相关文章： 沥青混合料 抗滑性能 最大峰值角分布率 压力胶片 接触面积 应力集中分布率

【摘要】：沥青路面抗滑问题已成为道路工程领域面临的一个技术难题,而轮胎与沥青路面的接触特性又是抗滑的关键所在。因此,本文主要通过对轮胎与沥青路面接触范围内的特征研究,摸清实际接触面的纹理和构造特性对接触面积和压力分布的影响,找出影响抗滑的基本因素,提出新的抗滑评价指标,来评价沥青路面的抗滑性能。采用CAVF法设计沥青混合料的级配,突出沥青混合料内部骨架嵌挤能力,以实现抗滑所需的良好构造及耐久性。为了更加真实模拟实际行车状态,研发了小型加速加载搓揉试验机,室内模拟沥青混合料的抗滑性能衰减变化规律,建立基于搓揉试验的沥青混合料抗滑性能评价方法,推荐室内搓揉试验研究选用花纹轮胎,提出抗滑衰减率作为对早期路面抗滑性能研究的评价指标。采用课题组自主研发的激光轮廓检测仪,对车辙板试件进行测量,分析结果显示,最大峰值角分布率与构造深度(MTD)及摆值(BPN)相关性显著,可以作为沥青路面抗滑性能的评价指标;同时提出了峰顶夹角衰减率作为抗滑耐久性评价指标,用于评价沥青路面抗滑性能衰减特性;沥青混合料在60℃标准温度和8小时标准搓揉时间条件下,最大峰值角区间的分布概率小于70%时,沥青路面的抗滑性能满足要求。利用压力胶片测量技术,选择大小两种不同量程的压力胶片,对经过0,2,4,6,8小时搓揉试验的不同类型车辙板进行静载压力胶片试验,尝试采用压力胶片测量技术提出新的抗滑评价指标。采用0.2~0.6MPa胶片和0.5~2.5MPa胶片分别研究不同搓揉时间后的车辙板与轮胎静态的接触面积和应力集中效应,并重构应力集中三维效果图。试验研究表明,GAC-13路面的抗滑性能及耐久性均优于AC-13。通过深入的数据及图像分析,提出接触面积和应力集中分布率两个评价指标,并且这两个指标与构造深度(MTD)及摆值(BPN)相关性显著,因此,可以作为沥青路面抗滑性能评价指标。这两个指标在评价沥青路面抗滑性能方面具有足够的准确性和可靠度。
【关键词】：沥青混合料 抗滑性能 最大峰值角分布率 压力胶片 接触面积 应力集中分布率
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 沥青路面抗滑性能的研究12-14
• 1.2.2 沥青路面抗滑性能评价方法14-17
• 1.2.3 室内模拟的仪器及试验方法17-18
• 1.3 本文研究的主要内容18-19
• 1.4 本章小结19-20
• 第二章 轮胎与路面接触的抗滑机理20-31
• 2.1 沥青路面抗滑机理20-23
• 2.1.1 摩擦学原理20
• 2.1.2 轮胎与路面间的摩擦作用机理20-23
• 2.2 抗滑性能的影响因素23-30
• 2.2.1 轮胎特性对沥青路面抗滑性能的影响24-25
• 2.2.2 路面构造对抗滑性能的影响25-27
• 2.2.3 干湿状况对沥青路面抗滑性能的影响27-28
• 2.2.4 荷载对沥青路面抗滑性能的影响28
• 2.2.5 环境因素对沥青路面抗滑性能的影响28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 基于加速加载搓揉试验的沥青混合料抗滑性能评价研究31-48
• 3.1 抗滑层沥青混合料配合比设计31-32
• 3.1.1 断级配设计理论31
• 3.1.2 基于CAVF法的沥青混合料设计31-32
• 3.2 沥青路面抗滑性能室内模拟试验设计及方法32-35
• 3.2.1 室内车辙试验仪的加工和改造33-35
• 3.2.2 试验操作方法35
• 3.3 试验方案设计及数据分析35-37
• 3.3.1 级配组成35-36
• 3.3.2 材料与轮胎因素36-37
• 3.4 基于搓揉试验的沥青混合料抗滑性能的衰减规律37-47
• 3.4.1 不同轮胎作用下的沥青混合料抗滑性能衰减规律39-43
• 3.4.2 不同级配类型的沥青混合料抗滑性能衰减规律43-45
• 3.4.3 不同石料的沥青混合料抗滑性能衰减规律45-46
• 3.4.4 不同沥青种类的沥青混合料抗滑性能衰减规律46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 基于激光轮廓检测仪的沥青混合料抗滑性能评价研究48-69
• 4.1 激光轮廓检测仪的工作原理及简介48-50
• 4.1.1 激光轮廓检测仪的原理48-49
• 4.1.2 激光检测仪的简介49-50
• 4.2 激光轮廓检测仪测量沥青混合料轮廓的方法与评价指标50-51
• 4.2.1 测量方法50-51
• 4.2.2 沥青混合料宏观轮廓特征表述与评价指标51
• 4.3 试验因素分析及试验设计51-55
• 4.3.1 试验因素分析51-54
• 4.3.2 试验设计54-55
• 4.4 试验数据测量及分析55-67
• 4.4.1 数据测量55-56
• 4.4.2 数据分析56-63
• 4.4.3 相关性分析63-65
• 4.4.4 不同级配类型的试验数据对比分析65-66
• 4.4.5 不同石料类型的试验数据对比分析66-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第五章 基于压力胶片技术的沥青混合料抗滑性能评价研究69-102
• 5.1Prescale压力胶片技术69-71
• 5.1.1 压力胶片原理简介69-70
• 5.1.2 压力胶片检测方法70-71
• 5.1.3 压力胶片技术的特点71
• 5.2 试验方案设计及试验过程71-75
• 5.2.1 试验方案设计71-74
• 5.2.2 试验过程74-75
• 5.3 试验数据读取及结果分析75-100
• 5.3.1 数据的读取75-76
• 5.3.2 试验结果分析76-96
• 5.3.3 不同搓揉时间下应力集中三维效果96-100
• 5.4 本章小结100-102
• 结论与展望102-104
• 结论102-103
• 展望103-104
• 参考文献104-109
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果109-110
• 致谢110-111
• 附件111

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本文编号：543043