重载沥青路面改造方案和结构优选

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1、国内图书分类号：U416.2密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文重载沥青路面改造方案和结构优选年级二零一五级姓名高晓伟申请学位级别工学硕士专业道路与铁道工程指导老师艾长发教授二零一八年五月ClassifiedIndex:U416.2U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRECONSTRUCTIONSCHEMEANDSTRUCTUREOPTIMIZATIONOFHEAVYLOADASPHALTPAVEMENTGrade

2、:2015Candidate:GaoXiaoweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:RoadandRailwayEngineeringSupervisor:Prof.AiChangfaMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进

3、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密√□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文在参考了大量国内外相关研究文献的基础上，基于传热学，粘弹性理论及Miner线性损伤、永久变形损伤理论等基本理论，利用有限元软件ABAQUS和KENPAVE，建立半刚性基层、RCC混合式基层及沥青稳定碎石组合式

4、基层共5种3类沥青路面结构，分析研究温度与移动荷载综合作用下不同路面结构的温度行为、动态力学响应及损伤寿命：（1）分析了5种路面结构在高、低温条件下一天24h内的路面结构温度场分布，并在此基础上计算出了温度应力在路面内部不同结构层表面的变化趋势，为亚热带海洋季风气候地区的沥青路面温度行为研究提供支撑。（2）计算了5种路面结构在高低温与移动荷载综合作用下的典型动态力学响应，研究轴重、车速及层间接触条件对力学性能的影响，为实际沥青路面改造工程提供结构组合建议和力学性能优选结构。（3）考虑温度与降雨量的情况下，预

5、估5种路面结构的疲劳开裂和永久变形损伤寿命，研究不同路面结构的损伤控制模式和因素，分析轴重、车速对路面结构损伤寿命的影响，为路面改造提供损伤寿命依据。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要目前，沥青路面是我国高

6、等级公路和城市主干道的主要路面结构形式，但是随着公路运输的重载化和高速化，沥青路面极易遭受破坏，无法达到预期使用寿命，所以针对受损沥青路面结构的提升和改造是道路工程领域值得研究的重要内容，本文依托厦门市某重载快速道路的提升改造工程，结合当地的气候及荷载条件，利用ABAQUS有限元软件和KENPAVE层状体系路面计算程序，建立半刚性基层、RCC混合式基层及沥青稳定碎石组合式基层共5种3类沥青路面结构三维计算模型，从温度作用、温度与移动荷载综合作用以及损伤力学寿命分析三方面，进行沥青路面提升改造过程中的结构优选

7、数值分析，分析研究不同类型路面结构在接近实际荷载条件下的动态力学响应和损伤寿命。主要工作有：基于传热学理论，计算24h内高低温条件下的路面结构温度场分布，并在此基础上计算温度应力，分析层间结合状态对温度应力分布的影响；基于粘弹性、动力学等理论，分析计算轴重、车速、层间结合状态对不同路面结构典型动力学响应指标的影响；基于疲劳开裂和永久变形损伤理论，分析不同结构的损伤控制模式，预估不同结构的使用寿命。主要得到以下结论：（1）日太阳辐射总量、日平均风速以及日照时间是影响沥青路面结构温度场分布的主要因素，并且3种因

8、素的影响作用大小由前到后依次减弱。面层尤其是上面层温度变化幅度最大，基层及以下结构层变化幅度较小。各结构层的温度应力变化趋势与大气温度密切相关，温度变化梯度越大，温度应力值越大。基层是温度变化引起压应力最明显的路面结构层，底基层和土基表面的温度应力较小。（2）动态力学响应极大值与荷载大小之间呈相似线性增长关系，与车速大小之间呈相似线性减小关系，且变化速率与结构层和温度状况相关，但极小值随荷载大小和车速大小的变化规