基于抗车辙功能的高模量沥青混凝土路面结构力学分析

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1、密级：公开工学硕士学位论文基于抗车辙功能的高模量沥青混凝土路面结构力学分析MechanicalAnalysisofAnti-ruttingFunctionforHighModulusAsphaltConcretePavement培养单位：土木工程学院专业：道路与铁道工程研究生：曹航指导教师：司春棣教授二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对

2、本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着公路交通量的增加和重载车辆增多，沥青路面车辙已成为我国高等级公路的主要病害之一，严重地影响了车辆通

3、行的安全性和舒适性，防治车辙已成为亟需解决的问题。高模量沥青混凝土(HMAC)作为一种新型路面材料，具有良好的抗车辙性能。但在我国还处于初期应用阶段,缺乏对HMAC路面的系统研究。本文通过理论分析和结构计算，研究了HMAC路面结构的路用特性，为HMAC路面的推广应用提供理论依据与技术支持。本文利用ABAQUS软件建立了HMAC路面的三维模型，基于沥青粘弹性理论，分析了移动车辆荷载作用下路面结构的动力响应，以及移动荷载的速度、轴重对响应的影响。在此基础上，通过对比普通沥青混凝土路面的计算结果，研究高模量沥青混凝土路面结构在实际使用中的应力、变形分布特征。然后建立夏季路面温度场

4、和温度应力模型，研究路面结构内部的温度变化规律和温度应力大小。最后将温度数据输入到路面模型中，研究在连续变温情况下HMAC路面蠕变变形的产生过程，之后对比普通沥青混凝土路面，研究HMAC路面结构抵抗车辙变形的能力。最后通过路面结构的不同形式，计算得到了最佳抗破坏HMAC路面结构。研究结果表明：HMAC路面结构在移动荷载的作用下，路面各结构层的响应都呈现出波动性和瞬时性的特点。当轴载一定，速度增加时，各结构层响应均减小。当速度一定，轴载增加时，路面各层的响应均增加，这也说明了超载对沥青路面的破坏作用。和普通沥青混凝土路面相比，HMAC路面承受较大的应力，但产生的应变和位移较小

5、。在建立夏季路面温度场和温度应力模型后，发现沥青面层受外界气温影响程度最大。在连续变温条件下，路面受到车辆荷载作用产生蠕变变形的过程并不均匀，车辙变形部分主要集中在沥青面层。相比于普通沥青混凝土路面，HMAC路面在面层内各结构层处都能够大幅减小沥青材料的永久变形。关键词：高模量沥青混凝土；移动荷载；路用特性；温度场；车辙；蠕变变形AbstractWiththeincreaseofthetrafficvolumeandoverloadingvehicles,ruttingonasphaltpavementhasbecomeoneoftheprematuredamageinhi

6、ghwayinourcountry,whichseriouslyaffectsthesafetyandcomfortofvehicletraffic,sopreventionofruttinghasbecomesolveproblem.Asanewpavementmaterial,HighModularAsphaltConcrete(HMAC)caneffectivelyimprovetheroadcapacityofrutting-resistance.However,theuseofitinourcountryisstillintheearlystages,itissh

7、ortofasystematicstudy.Throughcomplicatedtheoreticalanalysisandstructuralcalculation,theroadcharacteristicsofHMACpavementstructurearestudiedinthispaper,whichprovidesthetheoreticalbasisandthetechnicalsupportsforitsapplication.Inthispaper,thethree-dimensionalmode