动荷载作用下沥青路面寿命预估.pdf

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1、第27卷第3期2010年3月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopment、r01．27No．3Mar．2010文章编号：lIX／2q2268(2010)03-0034-05动荷载作用下沥青路面寿命预估秦曼1，梁乃兴1，陆兆峰1，-，曹源文2(1．重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074；2．重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400374)摘要：基于4自由度的1／2车辆振动模型，以路面不平整度为激励，运用系统动力学和车辆振动理论分析了不平整路面上的行车动荷载；采

2、用修正Shell永久变形理论，考虑荷栽和环境的综合作用，计算了动荷载作用下路面产生的永久变形和平整度的衰变规律；并结合某高速公路路面平整度检测结果，参照质量规范得出路面的剩余使用寿命，建立了动荷栽作用下的沥青路面剩余寿命计算与预估的方法。研究结果表明，应用该法不但能够较为准确地预测沥青混凝土路面的剩余使用寿命，还能为准确评价道面使用品质和制定费用一效益最佳路面养护方案提供依据。关键词：道路工程；寿命预估；Shell永久变形理论；沥青路面；动荷载中图分类号：U416．217文献标识码：ARemainingLifePredictionofAsp

3、haltConcretePavementunderDynamicLoadQINMinl，LIANGNmxin91，LUZhaofen91”，CAOYuanwen2(1．SchoolofCivilEngi,础i,唱&Architecture，Cho,cqi．sJiaotongUniversity，Chongqing400074，China；2．SchoolofMechatronics&AutomotiveE119irleeriTlg，ChonsqizgJiaotongUniversity，Choogqing400074，China)Abstr

4、act：T{山enpavementSul"faeeevennessasexcitation．ahalf—vehiclevibrationmodelwithfourdet0．Ieesoffreedomwasbuilt，andthedynamicvehicleloads．Wasanalyzedbythesystemdynamicsandthevehiclevibrationtheory．Inconsiderationofthefactorsofdynamicroadandenvironment，thepavementevennessdeteri

5、orationandpermanentdeformation"werecalculatedaccordingtoamendedShellpermanentdeformationtheory．Then，anewremaininglifepredictionmethodofasphaltpavementWasproposeclincombinationwiththetestresultsofexpresswaysurfaceevennessandcurrentqualitystandard．皿leresultsindicatethatthism

6、ethodnotonlycaIlaccuratelypredicttheremaininglifeofasphaltpavementbutalsocarlpmvideevidenceforevalumingpavementservicequalityandschemingthebestcost—effectivenessmaintenanceschemeofpavement．Keywords：roadengineering；lifeprediction；Shellpermanentdeformationtheory；asphaltpavem

7、em；dynaIIlieroad0引言高速行驶在路面上的车辆受不平整路面的激励，将产生不同于静载模式的动态荷载，并以这种变化的荷载作用于路面上，使沥青路面出现永久变形和平整度衰减。由于对车辆动荷载的变化及影响规律的认识不够，现有柔性路面设计中通常没有考虑动荷载的影响，使得路面实际使用寿命和设计寿命有较大的出入¨_3]。长期以来，从事车辆动力学研究的工作者侧重于车辆的平顺性问题，一般只是将道路作为随机分布的外界激励【4-5J，很少涉及运动车辆对道路作用及损伤的研究；道路方面的研究人员主要从路面力学的角度出发，多将车辆视为静止荷载分析路面设计中

8、的问题№J，对车辆动载以及由此引起的路面使用性能衰减则较少考虑。综合考虑车辆动荷载1j路面使用性能之间的关系以及根据行车动荷载分析路面平整度的变收稿H期：2009-01—14基金