倒裝式瀝青路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究.pdf

1、中國目前已建成運(yùn)營的高等級公路中，半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)形式是最為常見的，而半剛性基層隨溫度及濕度變化時極易產(chǎn)生收縮、開裂，瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫問題隨之而來，并進(jìn)而引發(fā)其它道路病害。同時，隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，現(xiàn)代交通運(yùn)輸中交通量增大，軸載加重以及渠化交通等現(xiàn)象日益顯著，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的力學(xué)響應(yīng)也隨之產(chǎn)生變化。而現(xiàn)行的公路設(shè)計規(guī)范尚存在一些不完善之處，比如未考慮到剪應(yīng)力指標(biāo)、瀝青面層模量的梯度特性及荷載的非均勻分布特性等不容忽視的問題，從

2、而導(dǎo)致許多路面的早期破損。鑒于此，設(shè)有級配碎石的倒裝結(jié)構(gòu)作為一種能有效減少反射裂縫的路面結(jié)構(gòu)形式，能極大減小荷載作用下混合料內(nèi)部的壓力集中程度，推遲結(jié)構(gòu)的破壞，而且級配碎石材料在進(jìn)行合理結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提下，能較好地承受重交通荷載的疲勞作用。因此對其力學(xué)性能開展研究以期能使之得到推廣應(yīng)用，豐富中國的道路結(jié)構(gòu)形式，有著重大的現(xiàn)實意義。本文利用有限元分析程序，主要從以下幾個方面開展研究工作：
　　(1)基于線彈性力學(xué)理論，建立倒裝式瀝青路

3、面結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，對倒裝路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了研究。得出了倒裝結(jié)構(gòu)在中國高速公路上的應(yīng)用條件，其級配碎石防裂基層必須具有較高的強(qiáng)度，其模量應(yīng)達(dá)到350Mpa以上。并得出了路面各結(jié)構(gòu)層的適宜厚度。
　　(2)通過建立考慮瀝青面層模量梯度變化的梯度模型，以及未考慮梯度特性的均質(zhì)模量模型進(jìn)行計算，對瀝青路面在低溫溫度場，高溫溫度場以及低溫老化作用下路面力學(xué)性能的差異進(jìn)行了對比分析，最終得到力學(xué)響應(yīng)的變化規(guī)律。
　　(3)在前面