瀝青路面流動(dòng)型車(chē)轍的理論研究.pdf

1、車(chē)轍，作為高速公路瀝青路面最敏感的損壞形態(tài)，歷來(lái)備受關(guān)注。隨著公路運(yùn)輸體系的發(fā)展，加之環(huán)境上的全球氣候轉(zhuǎn)暖，當(dāng)車(chē)輛荷載以重交通為主，公路建設(shè)即便采用大量的改性瀝青作為材料控制措施，車(chē)轍的產(chǎn)生與發(fā)育仍發(fā)生了以流動(dòng)型車(chē)轍成為其主導(dǎo)形態(tài)的重大變化；在這一發(fā)展過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)原本以上、中面層貢獻(xiàn)為主的車(chē)轍，出現(xiàn)以中、下面層為主的轉(zhuǎn)變；加強(qiáng)中面層高溫穩(wěn)定性后，上面層的車(chē)轍卻加劇變化。這些新的現(xiàn)象，反映出以往較少關(guān)注的路面結(jié)構(gòu)因素，在車(chē)轍產(chǎn)生的過(guò)程中起

2、著重要的作用，對(duì)這一因素展開(kāi)研究，將直接影響到技術(shù)對(duì)策的選擇，對(duì)當(dāng)前高速公路以建設(shè)與運(yùn)營(yíng)并重的發(fā)展階段，無(wú)疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。而諸多學(xué)科的發(fā)展歷史表明，深化研究各學(xué)科自身最重要的學(xué)術(shù)問(wèn)題之一——“結(jié)構(gòu)”議題，勢(shì)必會(huì)涉及到強(qiáng)度理論、計(jì)算方法等基礎(chǔ)理論，從而將促進(jìn)道路工程學(xué)科在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的發(fā)展?；谏鲜隹紤]，論文開(kāi)展了以偏應(yīng)力下形狀變化為主的流動(dòng)型車(chē)轍的理論研究。
　　根據(jù)結(jié)構(gòu)組合改變路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力與應(yīng)變空間分布特征，以及材料的力學(xué)

3、強(qiáng)度與其三向應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)的理念，論文以應(yīng)力空間分布的求解為研究方法，分析結(jié)構(gòu)因素所起的作用。由于所分析的力學(xué)響應(yīng)發(fā)生在材料、結(jié)構(gòu)屈服階段之前，可以采用準(zhǔn)粘—彈性參數(shù)的層狀彈性體系理論解析法。因此，首先以洛甫解反力遞推法為基礎(chǔ)，改進(jìn)、編寫(xiě)程序，控制計(jì)算精度，實(shí)現(xiàn)多圓荷載下層狀彈性體系力學(xué)求解，全面分析了荷載數(shù)量、荷載類(lèi)型、層間接觸條件等對(duì)路面結(jié)構(gòu)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的影響規(guī)律，發(fā)展了現(xiàn)行規(guī)范的計(jì)算方法與程序。并進(jìn)一步提出圖譜分析法以表達(dá)路面結(jié)

4、構(gòu)應(yīng)力空間分布；為了實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性分析，將路面物理、力學(xué)狀態(tài)的連續(xù)演化，離散為各主要階段分別計(jì)算，再加以綜合關(guān)聯(lián)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)演化的近似分析。
　　基于不同剪切強(qiáng)度理論的比較分析，論證了最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論的適用性與局限性，其關(guān)鍵在路面結(jié)構(gòu)第二主應(yīng)力的特殊性。采用了廣義剪切強(qiáng)度理論，考慮了路面結(jié)構(gòu)演化過(guò)程彈性模量與泊松比的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)合室內(nèi)非接觸式瀝青混合料位移場(chǎng)觀(guān)測(cè)，進(jìn)行的準(zhǔn)彈粘塑性體系結(jié)構(gòu)演化近似分析，不僅證明了在不同條件下重交通、高

5、溫環(huán)境、結(jié)構(gòu)三者耦合作用，使得各結(jié)構(gòu)層對(duì)車(chē)轍變形有不同的貢獻(xiàn)，還給出了不同基層類(lèi)型的瀝青路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)以中、下面層貢獻(xiàn)為主的條件。
　　更重要的是基于結(jié)構(gòu)組合對(duì)路面結(jié)構(gòu)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)與極限狀態(tài)的影響，探討了通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)控以緩解車(chē)轍變形的工程對(duì)策；針對(duì)基層與面層力學(xué)特性的協(xié)調(diào)，以及瀝青面層層位間力學(xué)特性的協(xié)調(diào)，提出了具體原則；結(jié)合以三軸試驗(yàn)為手段的瀝青混合料強(qiáng)度理論研究，從c與φ、E與μ、粘性與彈性的三方面協(xié)調(diào)關(guān)系，探討基于層位力學(xué)狀態(tài)控