《重交通复杂条件下高性能沥青混合料关键技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重交通复杂条件下高性能沥青混合料关键技术研究（126页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、同济大学 博士后学位论文 重交通复杂条件下高性能沥青混合料关键技术的研究 姓名：马新 申请学位级别：博士后 专业：道路与铁道工程 指导教师：郭忠印 20090501 内容摘要 本文在实地调查城市道路交叉口沥青路面的剪切损坏特征的基础上，根据我国高 等级沥青路面的典型结构，建立了移动荷载作用下半刚性基层沥青路面动态响应的三 维有限元分析模型，对汽车匀速行驶及制动情况下路面的动态响应进行了仿真分析。 然后从生产实际出发，根据沥青混合料拌和设备的工艺流程，以逐级嵌挤密实级配为 目标，通过单粒级矿料的振动嵌挤填充试验，再根据现有集料的筛分结果和体积法设 计原理，利用V B 语言编写出了多级嵌挤密实级配
2、矿质混合料配合比优化设计程序 M S S F l 0 ，应用该程序结合实际工程对矿质集料的配合比进行了设计，并将设计结果 与规范推荐的级配中值进行了对比分析。 本文的主要结论是： 1 、调查发现交叉口等受力复杂区域沥青路面主要病害现象依次为推挤、拥包、 车辙、裂缝等。 2 、与静力计算结果相比，汽车匀速行驶会使结构层竖向最大位移、竖向最大压 应力、水平最大拉应力、竖向最大剪应力及水平最大剪应力有所减小，且减小的幅度 与行驶速度基本成正比关系，当速度由0 增大到1 2 0 k m h 时，上述各项指标可减小8 1 6 。 3 、水平力系数对结构层最大竖向位移、最大竖向应力及最大竖向剪应力的影响
3、不大，但对最大水平拉应力和最大水平剪应力的影响非常显著。 4 、在汽车刹动的情况下，随着水平力系数及轮载的增大，路面结构的最大拉应 力和最大水平剪应力显著增加。此时，如果仍采用静力模式计算，结果会和实际情况 相差很大。 5 、汽车匀速行驶及制动时，竖向最大压应力均出现在沥青上面层。 6 、汽车匀速行驶时最大水平剪应力出现在沥青面层与半刚性基层的结合部，而 在制动过程中最大水平剪应力则出现在中面层附近。 7 、汽车制动时，上面层所受到的水平拉应力及水平剪应力最大，到达半刚性基 层底部时已衰减得很小。 8 、所开发的多级嵌挤密级配矿质集料配合比设计程序M S S F l 0 结构清晰，计算 原理科
4、学合理，所设计出的级配能够充分体现集料嵌挤填充的特征。 关键浏：重交通，沥青路面，复杂条件，移动荷载，嵌挤，高性能 A b s t r a c t B a s e do nt h e i n v e s t i g a t i o n o fs h e a rd e s t r u c t i o n sc h a r a c t e ra tt h e i n t e r s e c t i o n ，a n da c c o r d i n gt ot h et y p i c a lr o a ds t r u c t u r e ，at h r e ed i m e n s i o n
5、 a l d y n a m i cr e s p o n s eF E Mm o d e li Sm a d e a n dt h ed y n a m i cr e s p o n s eo fr o a d s t r u c t u r ea c t e db yv e h i c l er u n n i n ga tc o m m o ns p e e da n da tt h es t a t eo fb a k i n g i S a n a l y z e d A c c o r d i n g t ot h et e c h n i c sf l o wo fa s p h
6、 a l tm i x t u r em i x i n g e q u i p m e n t ，t h es c r e e n i n gr e s u l t so ft h em i n e r a la g g r e g a t ea n dp r i n c i p l eo f v o l u m ed e s i g n t h es o f t w a r eo fM u l t i l e v e lS t o n e s t o n ef r a m eg r a d a t i o nd e s i g n ( M S S F 1 O li Sc o m p i l
7、 e d T h er e s u l td e s i g n e di Sc o m p a r e dw i t ht h ec r i t e r i o n S o l u t i o n sp r e s e n t e di nt h i st h e s i sc a nb es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 一T h ed o m i n a t i n gs h e a rd e s t r u c t i o n sa r eR u g g e d n e s s 、R u t t i n ga n dc r a c ka tt
8、h e a r e aa c t e db yc o m p l e xs t r e s ss u c ha si n t e r s e c t i o n - C o m p a r e d w i t ht h es t a t i c sa n a l y s i sr e s u l t ，f i g u r e so fv e r t i c a ld i s p l a c e m e n t 、 v e r t i c a ls t r e s s 、v e r t i c a ls h e a rs t r e s s 、h o r i z o n t a ls t r e
9、 s sa n dh o r i z o n t a ls h e a r s t r e s sa r er e d u c e dw h e nt h ev e h i c l ea r er u n n i n ga tc o m m o ns p e e d ，w h e nt h e s p e e di sr a i s e df r o m0t o 12 0k m h t h ea b o v ef i g u r e sm a yr e d u c ef r o m8 1 6 T h ee f f e c t so fh o r i z o n t a lf o r c ec
10、o e f j f i c i e n tt oh o r i z o n t a ls t r e s sa n dh o r i z o n t a l s h e a rs t r e s sa r eg r e a t e rt h a nt h a tt ov e r t i c a ld i s p l a c e m e n t 、v e r t i c a ls t r e s s 、 v e r t i c a ls h e a rs t r e s s U n d e rt h es t a t eo fb a k i n g t h eh o r i z o n t a
11、ls t r e s sa n dh o r i z o n t a ls h e a rs t r e s s a r ei n c r e a s e dg r e a t l y T h er e s u l t sw i l lb eo nt h el o ws i d ee v i d e n t l yi f c a l c u l a t e db ys t a t i c sm o d e l 一T h em a x i m a lh o r i z o n t a ls t r e s sw i l lo c c u ra tt h eu p p e rl a y e ro
12、fa s p h l t p a v e m e n t 一T h em a x i m a lh o r i z o n t a ls h e a rs t r e s so c c u r sa tt h ec o n ju n c t i o na r e a sb e t w e e n s e m i - r i g i da n dt h es u r f a c eo f t h ea s p h l tp a v e m e n tw h e nt h ev e h i c l er u n n i n g a tc o m m o ns p e e d B u ti tw i
13、 l lo c c u r s sa tt h em i d d l el a y e ro fa s p h l tp a v e m e n t w h e nt h ev e h i c l er u n n i n ga tt h es t a t eo fb a k i n g 一T h eh o r i z o n t a ls t r e s sa n dh o r i z o n t a ls h e a rs t r e s sa r eg r e a t e s ti nt h eu p p e r l a y e ro ft h ea s p h l tp a v e m
14、 e n tw h e nt h e v e h i c l er u n n i n ga tt h es t a t eo f b a k i n g ，b u ti tw i l lb er e d u c e dg r e a t l yi nt h eb o t t o mo f t h ea s p h l tp a v e m e n t 一T h es t r u c t u r eo ft h es o f t w a r e ( M S S F 1 0 ) l e g i b l e ，a n dt h ec a l c u l a t i n gp r i n c i p
15、 l e r e a s o n a b l e ，t h es t o n e s t o n ef r a m ec h a r a c t e ro fg r a d a t i o nd e s i g n e dc a nb e s e e nw e l l K e y w o r d s ：h e a v y t r a f f ic ，a s p h l t p a v e m e n t ，c o m p l e xc o n d i t i o n ，m o v i n g l o a d ，s t o n e s t o n ef l a m e ，h i g hp e r
16、 f o r m a n c e 同济大学博士后研究工作报告原创性声明 本人郑重声明：所呈交的研究工作报告，是本人在导师指导下， 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本研 究工作报告的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没 有公开发表的作品的内容。对本报告所涉及的研究工作做出贡献的 其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本报告原创性声明 的法律责任由本人承担。 签名： 年月日 博士后研究工作报告版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用博士后研究工作 报告的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交研究报告的印 刷本和电子版本；学校有权保存研究报告的印刷本和电子版，并采 用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存研究报告；学校有权 提供目录检索以及提供本研究报告全文或者部分的阅览服务；学校 有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交报告的复印件和电子 版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制报告的部分或 全部内容用于学术活动。 研究报告作者签名： 年
