瀝青路面車(chē)轍產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)估方法研究.pdf

1、車(chē)轍是高等級(jí)瀝青路面的主要損壞類型之一，國(guó)內(nèi)外大量的觀測(cè)結(jié)果表明車(chē)轍主要有四種類型：磨耗型、壓密型、結(jié)構(gòu)型和失穩(wěn)型。對(duì)于半剛性基層瀝青路面而言，車(chē)轍主要來(lái)源于瀝青混合料的剪切流動(dòng)，同時(shí)包含一小部分壓密變形；切槽試驗(yàn)顯示變形主要局限于瀝青層內(nèi)，基層幾乎沒(méi)有任何形變。基于此，本文首先采用實(shí)測(cè)輪胎接地壓力對(duì)瀝青路面內(nèi)的剪應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，得出了軸載、胎壓、水平力、層間狀態(tài)、路面結(jié)構(gòu)類型及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)剪應(yīng)力影響的一般性規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)

2、車(chē)轍變形沿深度的分布規(guī)律與剪應(yīng)力的分布基本一致，因此車(chē)轍預(yù)估中應(yīng)該考慮剪應(yīng)力。通過(guò)全國(guó)部分地區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查及試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)車(chē)轍深度與路肩處芯樣的抗剪強(qiáng)度成反比關(guān)系，即路肩處芯樣抗剪強(qiáng)度越大相應(yīng)輪跡帶車(chē)轍深度越小，這也充分說(shuō)明采用單軸貫入試驗(yàn)測(cè)得的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行車(chē)轍預(yù)估是可行的。在系統(tǒng)分析車(chē)轍影響因素的基礎(chǔ)上，提出了一種新的車(chē)轍預(yù)估模型框架及亞層永久變形疊加的思想，該模型綜合考慮了溫度、作用次數(shù)、材料性質(zhì)、荷載、行車(chē)速度以及路

3、面結(jié)構(gòu)等因素；進(jìn)而根據(jù)遺傳算法的基本原理，提出了建立車(chē)轍預(yù)估模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法、編制了相應(yīng)的程序。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同溫度、荷載和厚度條件下的室內(nèi)車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合單軸貫入抗剪試驗(yàn)和有限元計(jì)算對(duì)車(chē)轍預(yù)估模型的具體形式進(jìn)行了探討，在大量分析的基礎(chǔ)上提出了一種新的車(chē)轍預(yù)估模型形式，之后利用相關(guān)試驗(yàn)及有限元計(jì)算的結(jié)果確定了車(chē)轍預(yù)估模型的基本參數(shù)，并利用不同級(jí)配、不同溫度、不同荷載下的輪轍試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明該模型能較好的模

4、擬不同條件下瀝青混凝土的變形規(guī)律，也說(shuō)明本文提出的模型形式具有良好的通用性。同時(shí)，根據(jù)波耳茲曼線性疊加原理在預(yù)估模型中考慮了行車(chē)速度。實(shí)驗(yàn)室得出的車(chē)轍預(yù)估模型只是對(duì)瀝青混凝土變形規(guī)律的一種高度模擬，并不能準(zhǔn)確反映實(shí)際路面的永久變形狀況，因此本文采用環(huán)道實(shí)驗(yàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)瀝青混凝土永久變形預(yù)估模型進(jìn)行了標(biāo)定，綜合考慮了側(cè)向隆起以及行車(chē)速度等因素；并采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查的車(chē)轍數(shù)據(jù)對(duì)瀝青路面車(chē)轍預(yù)估模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果表明計(jì)算值與實(shí)測(cè)