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长寿命沥青路面设计方法研究

作　者: 王德蜜
导　师: 申爱琴
学　校: 长安大学
专　业: 材料学
关键词: 长寿命沥青路面破坏模式超载动荷载设计指标设计方法经济效益分析
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 340次
引　用: 9次
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内容摘要

长寿命沥青路面是指设计使用寿命大于40年的沥青路面,其特点是在使用期内,路面的损坏仅发生在表层,不会发生结构性破坏。路面维修时,不需要进行结构性的处治,只需将表面层沥青混合料铣刨、并换成等厚度的新混合料便可,维修十分方便。长寿命沥青路面寿命周期内的路用性能可通过周期性的养护和维修来保证。论文首先对现行沥青路面设计指标体系进行了分析验算,确定了沥青路面的主要破坏模式,给出了长寿命沥青路面的临界破坏状态。其次,分析了不同的车辆超载方式对路面结构的力学响应;采用ANSYS有限元软件,建立了车辆荷载模型及路面结构有限元模型,确定了路面材料参数,计算分析了车辆动荷载对路面结构的力学影响。通过理论分析及试验研究,确定了长寿命沥青路面结构设计指标及相应的标准,提出了长寿命沥青路面设计方法。针对山东滨州地区的交通、气候及材料供应现状,进行了长寿命沥青路面的结构设计,并铺筑了长寿命试验路。最后,针对山东滨州大济路原路面结构和试验段路面结构,进行了寿命周期内的经济效益分析,研究了修建长寿命沥青路面的经济可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 问题的提出及研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 国外研究现状  10-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
  1.3 主要研究内容及技术路线  13-15
第二章沥青路面结构指标验算和破坏模式研究  15-27
  2.1 沥青路面结构设计指标与验算指标研究  15-21
    2.1.1 路表弯沉设计指标  15-17
    2.1.2 弯拉应力验算指标  17-21
  2.2 沥青路面结构破坏模式研究  21-23
    2.2.1 不同结构应力应变计算  22-23
    2.2.2 不同连续状况下应力应变计算  23
  2.3 沥青路面结构破坏临界状态确定  23-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章车辆超载作用下路面结构力学响应分析  27-43
  3.1 超载对路面结构影响分析  28-37
    3.1.1 充气压力变化对路面结构影响分析  29-31
    3.1.2 作用面积变化对路面结构影响分析  31-34
    3.1.3 作用面积和接地压力变化对路面结构综合影响分析  34-37
  3.2 不同路面结构在超载作用下的力学响应分析  37-40
  3.3 本章小结  40-43
第四章车辆动荷载作用下路面结构力学响应分析  43-63
  4.1 有限元在道路工程中的应用及ANSYS 软件介绍  43-45
    4.1.1 有限元在道路工程中的应用  43-44
    4.1.2 ANSYS 软件介绍  44-45
  4.2 有限元模型建立  45-52
    4.2.1 力学理论基础  45-48
    4.2.2 车辆荷载模型  48-49
    4.2.3 三维模型建立  49-50
    4.2.4 材料参数选择  50-51
    4.2.5 单元类型选择及网格划分  51-52
  4.3 计算结果分析  52-62
    4.3.1 沥青路面结构位移求解  53-55
    4.3.2 沥青路面结构应力求解  55-59
    4.3.3 沥青路面结构应变求解  59-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章长寿命沥青路面设计方法  63-74
  5.1 长寿命沥青路面界定  63-65
  5.2 长寿命沥青路面设计指标确定  65-70
  5.3 长寿命沥青路面设计示例  70-73
  5.4 本章小结  73-74
第六章大济路长寿命试验路工程  74-79
  6.1 试验路结构方案说明  74-75
  6.2 试验路沥青混合料配合比设计  75-77
    6.2.1 ATB-25  75-76
    6.2.2 SMA-13  76-77
  6.3 施工工艺  77-78
  6.4 本章小结  78-79
第七章沥青路面寿命周期内经济效益分析  79-91
  7.1 寿命周期费用组成及分析方法  79-81
  7.2 影响经济效益分析的因素  81-82
  7.3 不同路面结构费用对比分析  82-90
    7.3.1 不同路面结构用户费用计算  83-88
    7.3.2 不同路面结构总造价费用比较分析  88-90
  7.4 本章小结  90-91
结论与建议  91-93
  一、主要研究结论  91-92
  二、进一步建议  92-93
参考文献  93-96
致谢  96

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