基于力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法的瀝青路面永久變形預(yù)測研究.pdf

1、我國在路面實(shí)踐中遇到的主要問題是路面的實(shí)際使用壽命低于設(shè)計(jì)壽命，造成很大的浪費(fèi)，大量出現(xiàn)“早期破壞”現(xiàn)象，甚至是“初期破壞”。現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范不能滿足路面使用要求。在2004年，美國根據(jù)NCHRP1-37A項(xiàng)目提出了力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法路面設(shè)計(jì)指南MEPDG。MEPDG法設(shè)計(jì)指南是基于力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)原理，不但能預(yù)測多種路面性能，還在材料、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、氣候、交通及路面管理系統(tǒng)之間建立聯(lián)系。在江蘇，倪富健課題組研發(fā)的高速公路養(yǎng)護(hù)管理支持系統(tǒng)(PMS)

2、從2004年開始對江蘇省高速公路進(jìn)行了長達(dá)10年的長期路面使用性能跟蹤觀測，具備了研究MEPDG在半剛性基層瀝青路面上路用性能預(yù)測的條件?；诖?，本文以江蘇省典型路段為研究對象，計(jì)算了設(shè)計(jì)需要的交通量參數(shù)和材料參數(shù)，對MEPDG中的永久變形模型進(jìn)行了本地標(biāo)定，并研究了MEPDG在對江蘇省高速公路車轍預(yù)測的準(zhǔn)確性，并對車轍預(yù)測的影響因素進(jìn)行了分析。
　　首先，選取了江蘇省高速公路的8個(gè)代表性路段，基于PMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算了路段基年交通

3、信息，交通量修正參數(shù)，軸載譜和常規(guī)交通參數(shù)。在計(jì)算貨車小時(shí)分布系數(shù)時(shí)，對滬寧高速的兩個(gè)斷面分別進(jìn)行了24小時(shí)不間斷觀測，用于確定貨車小時(shí)分布系數(shù)。
　　其次，對AC-13、SMA-13、Sup-20、和AC-20四種類型的瀝青混合料進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)，對江蘇省高速公路建設(shè)常用的SBS改性瀝青和70?；|(zhì)瀝青進(jìn)行了動(dòng)態(tài)剪切流變試驗(yàn)。并對所選路段進(jìn)行落錘式彎沉試驗(yàn)(FWD)來進(jìn)行無破損評定獲得當(dāng)前破壞水平下的模量，對FWD數(shù)據(jù)進(jìn)行反算

4、，確定了基層的模量，并通過基層的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度求得了基層材料的抗折強(qiáng)度。
　　然后，對永久變形模型進(jìn)行了本地化校正，首先通過經(jīng)驗(yàn)確定了βr2和βr3的變化范圍，通過M-E設(shè)計(jì)軟件計(jì)算了βr2和βr3每種組合的車轍預(yù)測值，然后使用數(shù)值優(yōu)化的方法確定了βr1系數(shù)，使現(xiàn)場實(shí)測車轍數(shù)據(jù)和預(yù)測車轍深度數(shù)據(jù)的殘差平方和最小的βr1與對應(yīng)的βr2和βr3構(gòu)成了最優(yōu)校正系數(shù)組合，計(jì)算了4條高速公路的單個(gè)最優(yōu)系數(shù)和江蘇省高速公路的地區(qū)組合最優(yōu)系數(shù)。