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基于室内疲劳试验的沥青路面预防性养护时机研究

作　者: 王丽娟
导　师: 应荣华
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 室内疲劳破坏 预防性养护 养护时机 MTS小梁弯曲试验 费用效果法
分类号: U418.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


公路是国家经济建设的一项重要基础设施,尤其是沥青路面在我国公路里程中占有很大比例。在取得巨大成就的同时,我们也应清楚地认识到,由于路面反复承受荷载和自然因素破坏,沥青混凝土路面的主要破损形态有:①裂缝,主要有横向裂缝、纵向裂缝、反射裂缝和网裂;②变形,主要有沉陷、车辙、推挤;③表面损坏,主要有泛油、磨光;④水损坏,主要有松散、坑洞、卿浆,其中裂缝是一种主要的破坏形态。因此如何预防和延缓高等级公路病害的出现已经引起我国道路工作者的高度重视。但是我们通常进行的路面维修养护是在路面出现破损之后采取措施的,这比较容易识别和确定维修养护的时机,而预防性养护是在路面还处于良好的状况时采取的养护措施,这就使得路面预防性养护时机的选择面临一个艰难的问题。为了保证路面的有效使用性能,需要在深入分析路面破坏趋势的基础上,对其进行及时的预防性养护。首先根据主骨料空隙填充法进行级配设计,然后根据无侧限抗压强度试验、回弹模量试验优选级配,再利用马歇尔试验确定最佳油石比为4.1%。通过对MTS中点小梁疲劳弯曲室内试验过程及试验数据分析,得到大粒径沥青混合料的疲劳衰变趋势与特点,得出应力与作用次数相关的疲劳寿命方程,并根据影响因素进行实际性能修正。通过对裂缝长度的观测验证了粘弹性理论中关于沥青混合料的疲劳破坏的结论,即混合料试件的疲劳分为三个阶段:初始破坏阶段、稳定破坏阶段、急剧破坏阶段。并以室内试验为基础,运用BISAR程序进行标准路面结构计算,得出道路的使用寿命及基于疲劳的衰变方程。在上述室内试验和分析的基础上,确定养护性能指标为疲劳裂缝长度,根据经验得出养护后路面衰变曲线,结合经济学中经济评价方法:效果—费用方法,对上面提出的沥青路面疲劳寿命趋势进行最佳预防性养护时机的研究。首先,通过养护后路面性能衰变曲线确定养护效果,性能突跃和恶化速率;其次,费用为预防性养护费和路面残值,根据7%的贴现率折现为总费用;再次,确定同一周期中的效果费用比方法,并经过增量分析最终定量确定预防性养护时机。最后简要介绍了沥青路面预防性养护原则,方法,对策,技术及影响预防性养护使用寿命的因素。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 研究的必要性及意义  10-13
  1.2 国内外研究现状及发展动态  13-19
    1.2.1 国内外沥青路面预防性养护研究现状及发展动态  13-14
    1.2.2 国内预防性养护研究现状  14-15
    1.2.3 国内外沥青路面疲劳裂缝研究现状及发展动态  15-17
    1.2.4 路面预防性养护时机的确定方法  17-19
  1.3 调研结论  19-20
  1.4 本文研究内容  20-21
第二章 大粒径沥青混合料的疲劳试验性能研究  21-36
  2.1 原材料试验及大粒径沥青混合料的级配设计  21-26
  2.2 大粒径沥青混合料疲劳弯曲试验分析  26-31
  2.3 混合料疲劳性能试验与实际路用性能分析  31-33
  2.4 疲劳试验中的裂缝  33-35
  2.5 本章结论  35-36
第三章 基于疲劳破坏的沥青路面使用寿命预测  36-49
  3.1 大粒径沥青路面疲劳开裂分析  36-42
  3.2 路面使用性能预测方法分析  42-45
  3.3 路面使用性能影响因素  45-46
  3.4 基于疲劳试验的沥青路面使用寿命预测  46-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章 最佳预防性养护时机的确定  49-63
  4.1 预防性养护时机指标确定  49-51
  4.2 养护效用度量指标  51-52
  4.3 最佳养护时机确定  52-55
  4.4 基于疲劳破坏的预防性养护时机确定  55-62
  4.5 本章小节  62-63
第五章 沥青路面预防性养护对策及技术  63-72
  5.1 沥青路面预防性养护原则及方法  63-64
  5.2 预防性养护措施与对策  64-66
  5.3 沥青路面预防性养护新技术  66-68
  5.4 影响预防性养护措施使用寿命的因素  68-71
  5.5 本章小结  71-72
第六章 结论与展望  72-74
  6.1 总结  72-73
  6.2 进一步研究展望  73-74
参考文献  74-77
致谢  77-78
附录  78

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 道路养护与维修 > 路面的养护与维修
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