哈伊高速沥青路面车辙影响因素及预测研究

发布时间：2017-08-12 16:32

  本文关键词：哈伊高速沥青路面车辙影响因素及预测研究

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【摘要】：在哈伊高速沥青路面病害检测中,车辙病害是路面各类型病害中对路面产生严重影响的形式之一。高速公路沥青路面中的车辙病害不只制约着路用性能及使用寿命,还会对乘客人身安全产生巨大的不稳定因素。虽然国内外学者对于沥青路面车辙的影响因素分析及沥青路面车辙预估方法的问题进行了深入的探索,但是对于我国东北季冻区的沥青路面车辙影响因素的研究还是不够全面,由于季冻区的特殊气候特征,本文将结合国内外研究成果,考虑交通荷载、温度场分布、沥青混合料性能的条件下,注重冻融循环对沥青路面车辙的影响,采用冻融循环后的蠕变和车辙试验联系有限元模拟分析,研究哈伊高速沥青路面车辙的影响因素,并应用到公路的养护维修中。本文首先以文献查阅和现场车辙调查为基础,对哈伊高速沥青路面的车辙状况进行分析,研究其影响因素和破坏机理；结合高速公路交通量调查及温度场研究,分析交通荷载及路面温度对车辙产生的影响,并通过相应理论换算得到其影响参数。考虑到季冻区繁复的冻融循环,进行冻融循环后的弯曲蠕变和车辙试验,结合未冻融情况下的试验结果,分析冻融循环对蠕变规律及车辙变形造成的影响,并进行蠕变参数与车辙指标的相关性分析,为下文的研究提供依据。在沥青路面车辙成因及影响因素分析的基础上,选择合理的沥青混合料力学计算模型,结合上文研究得到的各影响因素参数及冻融前后的蠕变试验参数,对哈伊高速公路沥青路面车辙进行基于ABAQUS的有限元预估分析,并与实测值进行对比分析,验证其合理性,着重确定冻融循环对季冻区路面车辙产生的影响,并为哈伊高速公路的养护维修提供合理参考。
【关键词】：沥青路面 车辙 影响因素 冻融循环 有限元分析
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217;U418.68
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 问题的提出8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 沥青路面车辙问题研究回顾9-10
• 1.2.2 沥青混合料冻融性能研究现状10-11
• 1.3 研究内容11-12
• 1.4 技术路线12-13
• 2 沥青路面车辙成因及现场调查13-21
• 2.1 沥青路面车辙成因分析13-15
• 2.1.1 沥青路面车辙主要内部因素13-14
• 2.1.2 沥青路面车辙主要外部因素14-15
• 2.2 沥青路面车辙调查分析15-20
• 2.2.1 项目简介15
• 2.2.2 现场车辙调查15-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 交通荷载及路面温度场的研究21-30
• 3.1 交通量调查分析21-24
• 3.1.1 哈伊高速(哈绥段)交通量调查分析21-23
• 3.1.2 交通量折算23-24
• 3.2 沥青路面荷载确定及转化24-26
• 3.2.1 荷载布局调整25
• 3.2.2 荷载作用时间25-26
• 3.3 沥青路面温度参数26-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 冻融条件下沥青混合料试验研究30-42
• 4.1 原材料性能测定30-31
• 4.1.1 沥青30
• 4.1.2 粗、细集料和矿粉30-31
• 4.2 试件制备及试验方法31-36
• 4.2.1 混合料指标测定31-33
• 4.2.2 试件制备33-34
• 4.2.3 试验方法34-36
• 4.3 冻融循环作用下的弯曲蠕变试验36-39
• 4.3.1 弯曲试验36
• 4.3.2 冻融循环下的蠕变试验及分析36-39
• 4.4 车辙试验及回归分析39-41
• 4.4.1 冻融循环下的车辙试验39-40
• 4.4.2 蠕变速率与车辙指标的回归分析40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 5 沥青路面车辙的有限元分析42-52
• 5.1 沥青混合料力学模型的选择42-46
• 5.1.1 广义Maxwell模型和Voigt模型42-43
• 5.1.2 Burgers模型43-44
• 5.1.3 修正的Burgers模型44-45
• 5.1.4 时间硬化蠕变模型45-46
• 5.2 路面材料的蠕变参数46
• 5.3 沥青路面车辙有限元预估模型46-50
• 5.3.1 沥青路面结构模型建立47-48
• 5.3.2 有限元计算结果48-50
• 5.4 有限元预估车辙变形与实测数据的对比分析50-51
• 5.5 本章小结51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-57
• 攻读学位期间发表的学术论文57-58
• 致谢58-59

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本文编号：662582