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内容简介学科专业:道路与铁道工程授予学位:工学硕士学位授予单位:重庆交通大学学位年度:年沥青路而作为我国高等级路面的主要结构形式,随着交通量和轴载的不断增加,交通渠化程度的提高,车辙问题日益严重,已经成为沥青路面早期破坏主要的一种病害形式。车辙的产生会严重影响行车舒适性和安全性,并降低了道路的使用寿命。如何准确地对现有路面结构进行车辙预估和计算具有十分重要的现实意义。本文以自然项目“基于行车动力作用的沥青路面车辙计算与预估方法研究”为依托,主要研究内容包括:沥青路面车辙产生的机理及各影响因素对车辙产生趋势的影响:路面平整度与车辙的相互关系;路面不平度仿真方法的研究;各等级路面动荷载模型的研究;有限元车辙计算的实现。在充分借鉴现有研究成果的基础上,指出行车动荷载作用和沥青混合料的粘弹塑性力学特性是车辙产生的主要原因。而路面平整度是车辆振动的主要原因之一,直接影响行车动荷载的大小,从而影响沥青路面车辙的产生。通过对重庆地区高等级沥青路面的平整度测试,建立路面平整度的频域模型和时域模型。通过理论公式推导,得出了基于国际平整度指数的路面不平度仿真方法,并对实测路而进行不平度仿真,得到实际路面的不平度。通过仿真软件建立整车模型进行车路耦合作用,计算得到车辆行驶在路面上产生的随机动荷载离散值,在此基础上,充分考虑路面的实际受力和车辆的间歇时间影响,建立不同等级路面的典型动荷载模型。结合动力有限元理论和沥青混合料的粘弹性理论,运用大型有限元软件,建立路面结构的二维有限元模型,考虑材料的非线性和动荷载模型,对邯长高速公路试验路段的路面结构进行车辙的有限元计算,并与实测结果比较表明:通过建立路面时域模型,考虑车-路耦合作用计算得到荷载模型,进行车辙有限元计算方法合理可行。

内容简介学科专业:道路与铁道工程授予学位:博士学位授予单位:同济大学交通运输工程学院学位年度:年车辙是沥青混凝土路面主要损坏模式之一,通常采用沥青混合料车辙试验评价和控制路表车辙。调研发现,新材料的开发应用有效改善了沥青路面服务寿命,然而沥青混合料性能评价脱节于结构设计,沥青混凝土路面车辙问题依然严峻。本文主要研究半刚性基层沥青混凝土路面车辙控制方法,并建立基于结构性能需求的材料设计高温性能评价标准。通过调研和试验室车辙试验分析,研究了车辙试验方法。提出采用蠕变率和相对变形指标共同评价车辙试验,并且采用现场初始空隙率取代设计空隙率成型车辙试件。通过野外加速加载试验与试验室车辙试验的比较分析,验证了改进车辙试验方法的可行性。基于车辙及其外部影响因素的有限元模拟分析,以及材料设计性能评价,提出新型沥青层永久变形预估模型框架。通过大量的车辙试验,采用回归分析的方法初步确立永久变形预估模型的参数系数。通过现场加速加载试验,基于车辙等效原则,修正试验室预估模型。鉴于温度和交通轴次月分布差异性,提出以月为单元的永久变形增量计算方法。运用弹性层状体系理论和有限元方法,结合沪宁高速环道试验和桐庐试验段加速加载试验,分析了沥青层竖向变形分布特征。结果表明,对于沥青层,其弹性变形比例与实测竖向变形比例具有良好的一致性。据此,可以采用弹性变形比例把半刚性基层沥青路面路表容许车辙分配给自然层。鉴于采用不同性能材料分层铺筑面层的实际,现阶段路表容许车辙整体检验方法无法体现对自然层的合理检验,不能排除因薄弱自然层导致整体车辙损坏的可能性。为此,提出基于厚度分层容许永久变形检验的车辙控制新概念和方法。基于此,推导出沥青混合料设计的高温性能技术要求计算方法,并最终建立适用于半刚性基层结构的沥青混合料车辙试验评价新标准。该标准体现交通等级、温度分区以及结构层位等对高温性能的差异性要求。通过收集车辙调研数据对本文预估模型和车辙试验评价标准进行初步检验,结果表明它们能够满足工程应用需要。最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。

内容简介学科专业:道路与铁道授予学位:工学硕士学位授予单位:重庆交通大学学位年度:年沥青路面车辙是我国高等级公路主要的病害之一,严重影响到路面行车的安全性和舒适性,因此研究高等级道路沥青路面车辙预估的计算方法具有重要的社会经济效应。当前应用较多的车辙计算方法是基于层应变法和粘弹性理论,因不能描述在沥青混合料受温度和荷载率的影响下的塑性变形,给车辙预估带来一定程度的误差,因此,要准确预估沥青路面车辙需建立非线形的粘弹塑性本构模型。本文依托自然项目()《基于行车动力作用的沥青路面车辙计算与预估方法研究》,利用流变学原理和动力有限元技术完成了以下相关工作:.阐明沥青路面车辙现象产生的机理,分析沥青路面车辙的主要影响因素和控制指标,分析沥青混合料变形特征,研究各项因素和指标对沥青路面车辙深度发展趋势的影响。.通过分析当前流变学的粘弹性本构模型、弹塑性本构模型、粘塑性本构模型在描述沥青混合料应力应变关系中的优缺点,寻找既能描述沥青混合料变形特征,又能方便测定其参数和能够方便实现数值计算的粘弹塑性本构模型。.基于粘弹性本构模型的车辙计算:采用蠕变试验测定本构模型的参数,研究本构模型转化为粘弹性参数的级数计算方法,采用瞬态动力学分析理论,分析了轴载作用次数、温度、超载对沥青路面车辙变形的影响。.基于.粘塑性本构模型的车辙计算:采用单轴压缩试验测定粘塑性模型的参数,研究模型参数在中输入的方法,采用瞬态动力学分析理论,分析了轴载作用次数、超载对沥青路面车辙变形的影响。实验表明,采用基于随机荷载理论的半正弦波车辆动荷载模型和实验能够较好的模拟行车动荷载对沥青路面的车辙作用效果,基于粘弹性本构模型和基于.粘塑性本构模型的车辙计算分析了轴载作用次数、温度、超载对沥青路面车辙变形的影响,符合沥青路面车辙变形实际情况。

内容简介随着轴载、轮压和重复荷载次数的增加,沥青路面的车辙病害日益严重,给路面使用者带来了不安全的因素,因此,建立一个合理的车辙预估模型至关重要。该文讨论了沥青路面车辙的主要影响因素与车辙深度的关系,提出了一个新的沥青路面车辙预估公式。运用该预估公式对半刚性基层沥青路面的车辙进行了计算,所得结果和实测值基本吻合,说明该预估公式是有效的。最后对该预估公式的适用性进行了讨论,该预估公式可根据材料特性直接预估车辙深度。

内容简介车辙现已成为沥青路面一个严重问题,车辙也将发展成为沥青路面设计指标之一,故需建立起与其相对应的轴栽换算公式。通过对种典型的沥青路面结构进行直线式加速加栽足尺试验,对不同重栽作用下路面车辙随荷载作用次数的变化关系进行分析,得到了车辙预估方程,进而用等形变法建立了基于路面车辙等效的重栽轴栽换算公式。实验证明,利用该这个公式,再通过车辙预估方程计算的车辙与直道实测车辙数据拟合情况较好。

内容简介本文在对国内外弹性层状体系统理论各种解法,沥青爵面车辙深度各种算法及各种材料流变摸型评定和研究的基础上,建议采以变换中的韧值定理和辫值定理求解的方法。文中结合室内试验和现场测定结果及有关参数(包括年平均有效气温和沥青面层的有效温度、沥青混合料的劲度和瞬时回弹模量、影响系数)的确定,对沥青路面车辙裸度的计算和顶估提出了一种简易可行的方法,并备有可在-机和国产长城机上应以的程序-。

内容简介以我国半刚性基层沥青路面车辙损坏为研究对象,在分析车辙的形成机理和车辙主要影响因素的基础上,通过半经验一半理论的分析方法,并结合大量的不同温度、不同压力、不同厚度的车辙试验、抗剪试验以及车辙试验剪应力的计算,提出了适用于我国半刚性基层沥青路面的车辙预估模型,并采用最小二乘法确定了预估模型参数,对沥青路面的设计和有效防止车辙损坏具有重要意义.

内容简介根据在试验机上对沥青混合料所进行的不同温度,不同应力及不等加载。方武下的蠕变试验,对沥青棍台料的高温变形特性进行了较为垒面的分析,提出了一种有效地表征沥青混合料变彤特性的演变学模型,并采用曲线拟合法确定了沥青混台料的模型参数。借助于牯弹性理论和所提出的流变学模型,建立了一种高等级道路沥青路面车辙的预估方法。结合路面的实际条件,提出了车辙计算中有美参数的确定方法,并绘制了供车辙计算查用的诺模图。试验道路上车辙观测结果同预估值较为一致,证实了建议的车轴预估方法的可靠性。

内容简介目的对沥青路面结构内力进行数值分析,研究路面车辙产生机理和主要影响因素,为防止早期路面车辙提出了调整级配范围等技术措施.方法采用有限元方法,分析影响路面车辙主要力学指标的分布情况;采用现场检测、钻芯取样、沥青抽提、级配分析等试验方法,分析了高速公路沥青路面车辙的产生的主要影响因素.结果半刚性基层沥青路面结构中~内为等效压应力、剪应力和剪应变的高值区,中、下面层是出现流动性车辙的主要结构层;沥青混合料级配范围过于宽泛沥青胶结料高温等级偏低、及车辆超载严重等是产生车辙的主要影响因素.结论采用有限元方法分析路面车辙问题是可行的,结果与工程实际相一致,车辙影响因素分析符合辽宁实际,提出的建议可用于指导工程实践.

内容简介基于运动车辆与不平整路面的相互耦合作用,建立车辆动力作用下沥青路面车辙计算与预估方法。提出一种更加符合实际的汽车动载模型;采用室内蠕变试验确定不同级配、不同温度和不同油石比下的沥青面层混合料{『黏弹性模型参数;提出以车辙等效的轴载换算及轴载累加作用时间计算方法;通过路面温度场观测,综合相应温度场路面材料动稳定度,建立一种新的路面代表温度的计算方法;针对重复与累加作用时间加载的不同,在理论计算基础上,提出不同沥青路面结构加载修正系数;结合有限元方法分析动力轴载累加时间作用下沥青路面车辙及加载修正系数,获得最终车辙预估值。通过邯郸一长治高速公路试验路车辙预估值与实测值对比,误差仅为%一.%。表明沥青路面车辙预估方法的合理性,并具有较高的精度。

内容简介[硕士]沥青路面车辙形成规律与温度场关系研究学科专业:道路与铁道工程授予学位:硕士学位授予单位:东南大学学位年度:随着公路交通量的增加和重载车辆的增多,公路沥青路面的车辙已经成为人们普遍关注的问题,车辙形成规律成为世界各国研究的重要课题之一。环境因素是车辙产生的一个重要外部条件,现有研究大多依据恒定的温度条件预测沥青路面在设计使用期限内长期的车辙规律,没有考虑在具体的环境、荷载条件下,尤其是持续高温、重载条件下的短期车辙规律。本文在路面实际温度场分析的基础上,研究了沥青路面车辙形成规律与温度场的关系.在已有路面温度场分析的基础上,编制用户子程序实现了随时间等变化的太阳辐射及对流热交换边界条件。利用有限元软件,模拟分析了各月平均气象条件下的路面结构温度场。针对各面层沥青混合料,分别进行了不同应力、不同温度条件下的蠕变试验和抗压回弹试验,通过数据处理及回归分析,确定了变温条件下车辙模拟计算的材料模型及参数。根据选定的路面结构,进行了蠕变数值模拟,分析了模型大小、单元类型、网格尺寸、蠕变误差控制等对计算精度和计算效率的影响,确立了合理的车辙数值计算模型。将路面温度场计算结果作为场变量,模型材料的力学参数定义为温度场的函数,提出了更符合实际的、考虑连续变温的路面车辙模拟分析方法。以江苏南京地区的多年统计平均气象条件为环境因素,利用变温车辙模拟计算方法,分析了不同温度场、不同接地压力下,路面车辙与累积作用时间的变化关系,以及车辙形状〔横断面变形)的变化规律。根据显著性分析,确定了影响路面车辙的显著因素,得到了基于温度的车辙预估模型,提出车辙预警指标和相应的应对措施。

内容简介针对车辙产生的外部影响因素(温度、荷载),在对典型路面结构温度场分析以及材料特性试验的基础上,采用合理的车辙计算模型和考虑连续变温的模拟分析方法,利用模拟分析了不同温度场、不同接地压力下车辙的变化规律.结果表明:通过路面温度场的引入和定义材料参数随温度场变化,利用连续变温的路面车辙模拟分析方法可以更加符合实际的进行车辙模拟分析;车辙主要产生于平均气温高于℃的高温季节的高温时段;在温度条件和累积作用时间相同的情况下,车辙量随接地压力的增大而增加,且基本成线性增长关系,而实际车辆超载时,路面车辙将呈非线性显著增大.

内容简介学科专业:道路与铁道工程授予学位:工学硕士学位授予单位:东南大学学位年度:年随着公路交通量的增加和重载车辆的增多,公路沥青路面的车辙已经成为人们普遍关注的问题,车辙形成规律成为世界各国研究的重要课题之一。环境因素是车辙产生的一个重要外部条件,现有研究大多依据恒定的温度条件预测沥青路面在设计使用期限内长期的车辙规律,没有考虑在具体的环境、荷载条件下,尤其是持续高温、重载条件下的短期车辙规律。本文在路面实际温度场分析的基础上,研究了沥青路面车辙形成规律与温度场的关系。在已有路面温度场分析的基础上,编制用户子程序实现了随时间等变化的太阳辐射及对流热交换边界条件。利用有限元软件,模拟分析了各月平均气象条件下的路面结构温度场。针对各面层沥青混合料,分别进行了不同应力、不同温度条件下的蠕变试验和抗压回弹试验,通过数据处理及回归分析,确定了变温条件下车辙模拟计算的材料模型及参数。根据选定的路面结构,进行了蠕变数值模拟,分析了模型大小、单元类型、网格尺寸、蠕变误差控制等对计算精度和计算效率的影响,确立了合理的车辙数值计算模型。将路面温度场计算结果作为场变量,模型材料的力学参数定义为温度场的函数,提出了更符合实际的、考虑连续变温的路面车辙模拟分析方法。以江苏南京地区的多年统计平均气象条件为环境因素,利用变温车辙模拟计算方法,分析了不同温度场、不同接地压力下,路面车辙与累积作用时间的变化关系,以及车辙形状(横断面变形)的变化规律。根据显著性分析,确定了影响路面车辙的显著因素,得到了基于温度的车辙预估模型,提出了车辙预警指标和相应的应对措施。

内容简介学科专业:结构工程授予学位:工学硕士学位授予单位:武汉理工大学学位年度:年目前我国公路建设的重点放在公路的新建与改建上,对现有公路路面养护及技术改造方面的认识与投入严重不足。根据预测,水泥混凝土路面维修养护与改造的高峰尚未到来,未来数年内,这一问题将逐渐凸现出来。对水泥混凝土路面的修复比较困难,国内外常用的措施主要有两种:第一种为加铺沥青混凝土面层,第二种为加铺水泥混凝土面层。由于沥青加铺层能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能,提高车辆行驶的舒适性,且施工方便、对交通及环境影响小,因此在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中应用最多,但该结构致命的弱点就是在旧水泥混凝土接缝处沥青加铺层极易产生反射裂缝,导致加铺层使用寿命的缩短。如何控制反射裂缝的产生和发展至今仍是道路工程界所面临的一大技术难题。本文先从沥青加铺层断裂破坏机理入手,从断裂力学的角度分析了沥青加铺层反射裂缝的扩展模式:剪切型反射裂缝及张开型反射裂缝。然后对反射裂缝的成因及扩展机理进行了分析,从断裂力学的观点出发,认为沥青加铺层的反射裂缝产生的内部原因是由于旧混凝土路面的裂缝或接缝作为原始的缺陷,引起沥青加铺层的应力集中与内部损伤。沥青加铺层反射裂缝扩展过程要经历三个阶段:起裂阶段、稳定扩展阶段、破裂阶段。针对如何防止和减缓沥青加铺层的反射裂缝,本文采用了铺筑级配碎石缓解层的方法,并用有限元通用软件,对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构进行了车辆荷载,温度荷载,以及车辆荷载和温度荷载共同作用下的耦合应力分析。通过不同的工况,如轴载重量,沥青加铺层的弹性模量,沥青加铺层的厚度,地基模量,级配碎石缓解层的模量和厚度,以及降温幅度等多方面的计算分析,取得了大量的计算数据,以力学计算揭示旧水泥混凝土板接缝(裂缝处沥青加铺层应力集中现象,并证实了铺筑级配碎石缓解层可以很好减缓反射裂缝。开发抗剪强度高、抗高低温性能好的粘接材料,是解决在沥青面层车辙、拥包、推移等病害的关键。对于新型材料的粘接层而言,在保证强度的同时,应有良好的抗疲劳寿命。因此通过试验以掌握其在不同应力水平下的疲劳寿命。了解其破坏状况和性能。

内容简介[博士]基于粘弹性损伤理论的沥青路面车辙研究学科专业:道路与铁道工程授予学位:博士学位授予单位:东南大学学位年度:车辙是沥青路面主要病害之一,严重影响路面行车安全和舒适性.而随着高速公路的迅速发展,研究沥青路面的车辙问题显得尤为重要,但是由于其研究涉及大量非线性固体力学理论而成为路面工程研究的难点之一。本文应用粘弹性损伤理论,研究在重载和高温条件下沥青路面车辙的产生机理及发展规律,主要工作包括以下几个方面:首先,在广泛、全面收集国内外相关研究文献的基础上,对现有的沥青混合料永久变形的各种式样方法的优缺点进行总结和评述,优选出单轴重复荷载永久变形试验进行沥青混合料永久变形的特性研究,进行了几种沥青混合料在不同温度和应力水平下的单轴重复荷载永久变形试验,分析了沥青混合料的永久应变、永久应变率等变化规律,明确了流动数的物理意义,并深入研究了流动数与试验温度、应力水平的关系。其次,综合运用粘弹性力学和损伤力学理论,同时引入应变硬化变量和损伤软化变量,建立了基于应变硬化理论的沥青混合料损伤蠕变模型,并将模型推广到多轴应力条件;再采用半正矢波间歇荷载模拟实际路面轮载作用,推导了重复荷载作用下沥青混合料永久变形的粘弹性损伤力学本构关系;根据室内重复荷载永久变形试验结果,运用最小二乘法原理,得到了粘弹性损伤力学模型的相关参数,并对该模型进行了验证和深入分析。再次,结合非线性有限元的实现及求解方法和材料子程序()开发的基本原理,采用常刚度的隐式积分广义中心法对本构方程进行迭代求解,编制了能够在有限元软件中调用的粘弹损伤力学模型子程序,并进行相关验证,为后续沥青路面车辙模拟提供了基础。最后,利用二次开发的材料子程序,以车辙有效温度确定的路面结构稳态温度场为基础,进行沥青路面车辙的有限元模拟和分析,并结合重载交通调查分析,进行重载沥青路面车辙分析,并对基于车辙等效的轴载换算指数进行初步探讨;针对选定的典型结构形式,采用数值方法,分析了路面温度随时间和结构深度的变化规律,在此基础上进行连续变温下沥青路面的车辙模拟分析;以江苏南京地区的多年统计平均气象条件为环境因素,利用变温车辙模拟计算方法,分析了不同温度场、不同接地压力下路面车辙的发展规律,并进行显著性分析,确定了影响路面车辙的显著因素,得到了考虑温度和轴载的日车辙预估模型,提出了在高温、重载条件下防止车辙迅速产生的预警方法及相应的防护措施。本文在沥青路面车辙分析方面所作的试验分析、本构关系到数值模拟等一系列研究,将促进沥青路面车辙的研究和发展,也为沥青路面设计考虑车辙因素提供了相应的理论和方法。

内容简介根据单轴蠕变实验所得沥青混合料的变形特性.提出了一种能很好地袁征沥青混台料粘弹性能的流变学模型.即“四单元.五参数”模型.并确定了材科的模型参数.利用粘弹性届状体系计算程序,添加了提出的模型.给出了一种以累加车辆作用时间为加裁时间来计算车辙的方法,计算结果与轮迹实验测得的结果符合较好,从而证明本方法的可靠性.

内容简介学科专业:道路与铁道授予学位:博士学位授予单位:同济大学交通运输工程学院学位年度:年车辙病害是沥青路面主要病害之一,严重影响路面行车安全性和舒适性,尽管基前圈肉终研究学者在如何控制沥青混凝土路露的永久变形方面做了大量的研究工作,提出了一些相应的控制指标,但都没有达到预期的效果,沥青混凝±路面的车辙现象依然十分普遍,尤其是在重载交通和高温地区沥青路面车辙损坏现象更严重。我国由于相关辆轴载限制的法制法规不健全,公路上行驶的重轴载车辆比例逐年提高,超载现象日益严重,某些沥青路砸在开放交通不久就形成过量车辙。而我国瞄前沥青路面设计规范和沥青混合料组成设计方法并不能有效控制重载交通条件下路面车辙的产生,因此从我国道路交通状况的实际出发,如何找到行之有效的控制沥青洹凝±路面产生永久变形的方法、提出合理的控制指标是当前沥青路面车辙变形研究一个亟待解决的问题。论文首先从我匿道路交逶车辆赘载状况调查分析入手,在瓣现有交通资料的分析及现场交通调查的基础上,总结分析了重载交通组成和轴载分布的特点,根据重载交通的基本特征对沥青路面车辙病害展开详细调查研究,分析了重载交通沥青路面车辙病害的横向分布形态特征、产生原因和主要影响因素,明确了本文基于沥青路面车辙病害的重载交通研究重点。其次,论文选取凡静典型沥青路面结构,考虑沥青路面在重轴载作用下轮胎接地压力分布的非均匀性、面层沥青混合料的粘弹性特性和路面基层面层间的实际接触摩擦状态,采用有限元方法进行力学嚷应非线性计算分析,褥出了影响沥青路面车辙交形的主要力学指标随轮载大小和作用次数的变化规律,进行了沥青两层剪切变形对轮载大小和路面结构参数的敏感性分析。论文在归纳总结国内外沥青路面车辙预估方法基础上,考虑重载交通条件下沥青路面受力特性,选取、和三种不同类型沥青混合料在不同试验条件下合料进行室内重复加载蠕变试验,对试验结果进行拟合分析得出了沥青面层永久变形的预估模型,建立了考虑沥青面层最大剪应力和沥青混合料孔隙特性的沥青路面车辙预估方法,给出了该车辙预估模型中各预估参数的确定方法,通过算例验证了本文车辙预估方法的可靠性。.从沥青路面车辙病害角度出发,论文对重载交通沥青路面结构设计方法和设计指标进行了初步研究,给出了基于路面率辙等效原煲的轴载换算方法,建议对重载条件下沥青路面结构设计应该在我国现有沥青路面设计方法基础上增加沥青面层最大剪应力和路面设计年限内车辙深度验算指标,以期对重载交通沥青路面车辙产生起到有效控制作用。

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