基于模量退化的沥青路面可靠性评价研究

发布时间：2017-09-06 15:06

  本文关键词：基于模量退化的沥青路面可靠性评价研究

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【摘要】：可靠性在很多工程领域具有较大的应用价值,对工程质量的控制起着非常关键的作用。作为全寿命周期理论的核心指标之一,可靠性指标有望实现对路面健康状态的科学评价,但其在沥青路面领域的研究才几十年时间,相关分析方法有待完善;另外,随着沥青路面各项技术的发展,现有传统沥青路面可靠性理论已出现较多不合理之处,因此亟需重新审视其基本思想和未来发展。针对以上情况,本文另辟蹊径,提出基于材料性能来评价路面可靠性的思想。主要研究内容如下:首先,本文分析了现有沥青路面结构可靠度概率分析模型,提出了其所存在的不足之处;从不同角度,阐述了三种典型的可靠度计算方法。基于整体评价思路,建立了基于模量退化的可靠性分析过程。其次,分析了半刚性基层材料的正则化模量阈值。基于非线性疲劳损伤和威布尔分布,推导建立了半刚性基层材料的模量退化模型。并通过试验数据对模型进行了验证。再次,基于半刚性基层材料模量退化模型,建立了基于模量退化的可靠度模型。对比分析了常用可靠度计算方法,综合考虑后,选取蒙特卡罗方法进行计算,建立了基于蒙特卡罗(MC)方法的可靠度分析流程,并编制了Matlab计算程序。以水泥稳定碎石(骨架密实)材料为例,建立了不同应力水平(0.70和0.60)所对应的功能函数,计算了水泥稳定碎石在任意荷载循环作用次数时的可靠度。通过将模量与可靠度统一为随荷载循环作用次数的变化过程,分析了可靠度与模量退化的关系。最后,基于现有沥青混合料动模量衰变模型,提出了表征正则化模量与荷载循环作用次数关系的模量退化模型,分析了疲劳试验中正则化模量的阈值,并通过蒙特卡罗模拟方法,获得了沥青混合料的可靠度在疲劳试验过程中的演化规律。
【关键词】：沥青路面 半刚性基层材料 沥青混合料 可靠性 模量 退化模型
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-34
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 路面材料模量衰变研究现状11-16
• 1.2.1 半刚性基层材料模量衰变研究11-14
• 1.2.2 沥青混合料模量衰变研究14-16
• 1.3 沥青路面结构可靠度研究进展16-30
• 1.3.1 路面结构可靠度发展历程16-17
• 1.3.2 不确定性分析的研究现状17-19
• 1.3.3 沥青路面结构可靠度研究的发展方向19-25
• 1.3.4 沥青路面结构可靠度理论的应用25-30
• 1.4 目前研究存在的问题30-31
• 1.5 本文研究内容及方法31-34
• 1.5.1 研究内容31-32
• 1.5.2 技术路线32-34
• 第二章 沥青路面结构可靠度模型和计算方法34-44
• 2.1 沥青路面结构可靠度的主要分析模型34-37
• 2.1.1 结构可靠度分析模型34-36
• 2.1.2 基于材料性能的可靠性水平评价模型36-37
• 2.2 结构可靠度的计算方法分析37-42
• 2.2.1 可靠度的基本概念37-39
• 2.2.2 一次二阶矩方法39-40
• 2.2.3 蒙特卡罗方法40-42
• 2.2.4 概率密度演化分析方法42
• 2.3 本章小结42-44
• 第三章 基于退化的可靠性理论与方法44-51
• 3.1 传统可靠性建模方法分析44-45
• 3.2 基于退化的可靠性建模与分析过程45-48
• 3.3 基于模量的疲劳损伤理论48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 半刚性基层材料的模量退化模型51-66
• 4.1 正则化模量51-54
• 4.1.1 正则化模量的定义51
• 4.1.2 正则化模量阈值的确定51-54
• 4.2 模量退化模型的确定54-57
• 4.2.1 基于非线性疲劳累积损伤的模量退化模型54-56
• 4.2.2 基于改进威布尔公式的模量退化模型56-57
• 4.3 模型验证57-64
• 4.3.1 基于非线性疲劳累积损伤的模量退化模型验证57-62
• 4.3.2 基于威布尔分布的模量退化模型验证62-64
• 4.4 本章小结64-66
• 第五章 基于模量退化的半刚性基层材料可靠性评估66-75
• 5.1 基于模量退化的可靠度和失效概率66-67
• 5.2 基于退化的可靠度计算方法分析67-68
• 5.3 基于模量退化模型的半刚性基层材料可靠度68-73
• 5.3.1 半刚性基层材料疲劳寿命的概率密度69
• 5.3.2 半刚性基层材料的对数疲劳寿命69
• 5.3.3 基于非线性疲劳累积损伤-模量退化模型的可靠度69-71
• 5.3.4 基于威布尔分布-模量退化模型的可靠度71-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第六章 基于模量退化的沥青混合料可靠性评估75-83
• 6.1 沥青混合料模量退化模型的分析75-76
• 6.2 正则化动模量阈值的确定76-78
• 6.3 基于模量退化模型的沥青混合料可靠度78-81
• 6.3.1 沥青混合料疲劳寿命统计分析78-79
• 6.3.2 基于模量退化模型的可靠度79-81
• 6.4 本章小结81-83
• 结论及展望83-87
• 结论83-85
• 展望85-87
• 参考文献87-94
• 附录94-95
• 攻读学位期间取得的研究成果95-96
• 致谢96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：803825