【博士】陡長上坡路段瀝青路面車轍的形成機理與防治對策研究【2010】

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內容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度： 2010年　　隨著高速公路不斷向山區(qū)延伸，路線設計中不可避免會遇到“長”、“陡”坡的問題，而陡長坡路段車轍病害更加嚴重，極大地影響了行車安全和通行能力，成為高速公路的“瓶頸”。因此開展陡長坡路段瀝青路面車轍機理及其防治對策研究，不僅必要而且十分迫切?！　”疚膹亩搁L坡路段車輛行駛狀態(tài)出發(fā)，提出了不同條件下的坡度及坡長限值；通過對典型陡長上坡路段車轍病害實地調查和室內試驗，分析并闡釋了陡長上坡路段瀝青路面車轍分布規(guī)律的影響因素，發(fā)現重載車慢速行駛時產生車轍的核心因素，而車速慢的原因在于縱坡坡陡或(和)坡長。通過對車轍病害影響因素的研究，提出以多軸重載、慢速交通等為對象研究長大縱坡車轍病害形成機理?！　⊥ㄟ^不同溫度和應力水平下的靜載蠕變試驗研究，分析了應力、溫度和時間對瀝青混合料蠕變影響的等效性，應用非線性粘彈性體的應力．溫度．時間等效原理，推導了瀝青混合料恒應力溫度移位因子、恒溫度應力移位因子以及溫度．應力聯合移位因子的數學表達，并以AC20瀝青混合料的試驗數據為依據進行了驗證?！　「鶕搁L坡路段重載、慢速交通特性，進行了瀝青路面永久變形的數值模擬，分析了軸載、速度和累計軸載作用次數對路表車轍、瀝青面層各層永久變形以及路面剪應力和等效蠕變應變的影響，建立了路表車轍與了軸載、速度和累計軸載作用次數的回歸關系式，而瀝青面層各層產生的車轍與路面剪應力和等效蠕變應變的分布密切相關，各層永久變形所占比例現場調查的結論一致。　　通過移動荷載模擬車輛爬坡過程，研究了多軸重載以及夏季輪胎參數異化條件下瀝青路面的力學響應。研究結果認為懸軸車將前軸荷載均勻施加在中軸和后軸，對路面影響顯著增加，表現為豎向最大位移、剪應力峰值、壓應力峰值均明顯增大；隨著溫度的升高，由胎壓變化引起的路面各項力學指標的增幅近10％，最大剪應力分布在路表由輪隙向輪心處遷移，沿路面深度方向由輪心處下中面層位置向路表遷移?！　⊥ㄟ^對瀝青膠漿高溫特性、細集料填充效應、粗集料骨架效應的分析和研究，提出了陡長坡路段抗車轍瀝青混合料的多尺度優(yōu)化設計方法；并采用模糊數學綜合評判方法，優(yōu)選了改性劑類型，并將優(yōu)選的改性劑和硬質瀝青應用于陡長坡路段瀝青路面的材料組成設計，而室內試驗結果表明采用改性劑和硬質瀝青后，瀝青混合料的模量提高，蠕變性能得到改善，可以大幅降低路表車轍?！　∽詈螅Y合前文有關長大縱坡車轍病害形成機理分析，從主動防治對策、路面結構和材料優(yōu)化設計及高溫時段交通控制多角度提出長大縱坡車轍病害防治體系?！　?

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