沥青路面极限承载力与使用寿命预估研究

摘要

从保证沥青路面长期使用性能，即保证剩余寿命的角度出发，需要评定沥青路面正常使用时容许通过的车辆荷载；对特殊车辆临时通行进行评估与控制，需要评定沥青路面破坏临界状态时容许通过的车辆荷载。根据上述认识，本文提出了沥青路面极限承载力的两个方面：即正常轴限与极限轴载。 我国的沥青路面结构强调以半刚性基层作为承重层，沥青面层主要为功能层，解决沥青路面极限承载力的关键在于解决半刚性层承载力的问题。分析国内外常用的沥青路面设计指标，考虑我国沥青路面结构的特点，确定了沥青路面承载能力控制标准为：防止整体性结构层开裂和路基顶面过大变形。控制指标为整体性结构层层底拉应变、土基顶面压应变、路表弯沉。从极限承载和正常使用两个方面得到了沥青路面承载力与使用寿命的极限状态指标。通过进一步研究，得到了适合我国沥青路面极限承载力计算的方法，即根据标准轴载BZZ-100时计算结果推知极限轴载和正常轴限。 引入沥青路面各阶段残余寿命、分计寿命、累积寿命等概念，对我国三种等级的典型沥青路面结构进行全寿命过程分析。研究发现，路面弯沉和整体性结构层层底拉应变能够较好地表征不同的沥青路面结构在不同寿命阶段的承载能力；通过引入极限承载比、正常轴限比的概念，将不同沥青路面结构在不同寿命阶段的承载能力与路面现场承载力检测评定结果SSI(路面结构强度系数)相互关联起来；结合当前的无损检测手段，可以对某一寿命阶段沥青路面剩余寿命和极限轴载、正常轴限进行评估。 为减轻超限运输对路面结构的损伤，把握好车型与轮轴组合才是治本之道。通过研究并装双轴车辆对不同等级、不同寿命阶段的沥青路面的作用效应，从极限承载和正常使用两方面提出了车辆通行许可应关注的重点。文章最后还对特殊轮轴组合对沥青路面结构的影响进行了分析。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

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第1章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2国内外的研究现状及文献综述

1.2.1沥青路面极限承载力与使用寿命的内涵

1.2.2国内外沥青路面设计理论

1.2.3沥青路面检测技术

1.2.4国外道路通行车辆管理与研究

1.2.5国内道路通行车辆管理与研究

1.3主要研究内容

第2章沥青路面极限承载力与使用寿命计算方法

2.1概述

2.2沥青路面承载力与使用寿命评价指标

2.2.1我国沥青路面的特点

2.2.2沥青路面承载力与使用寿命评价指标

2.3沥青路面承载力与使用寿命极限状态

2.3.1水泥稳定层承载力与使用寿命极限状态

2.3.2沥青层与土基正常使用极限状态

2.3.3沥青路面承载能力与使用寿命极限状态小结

2.4沥青路面承载力计算方法

2.4.1各级荷载作用下沥青路面计算模式

2.4.2沥青路面承载力计算的一般方法

2.4.3针对我国沥青路面极限承载力计算的方法

2.5本章小结

第3章各等级沥青路面极限承载力与使用寿命分析

3.1三种等级典型沥青路面结构分析

3.1.1三种等级的典型沥青路面结构及材料特征

3.1.2典型沥青路面极限承载力与使用寿命分析方法

3.1.3典型沥青路面力学计算结果

3.2无损检测在沥青路面极限承载能力中的应用

3.2.1无损检测的意义

3.2.2贝克曼梁路面弯沉仪在评估沥青路面承载力中的应用

3.2.3落锤式弯沉仪在评估沥青路面承载力中的应用

3.3极限轴载可靠度表达式

3.3.1沥青路面极限轴载作用效应—结构抗力概率模型

3.3.2沥青路面作用效应概率统计参数

3.3.3极限轴载可靠性设计表达式

3.4本章小结

第4章不同轮轴组合对沥青路面的适应性

4.1概述

4.2并装双轴对沥青路面的适应性

4.2.1并装双轴轴距变化对沥青路面性能的影响

4.2.2双轴轴距变化对不同等级沥青路面性能的影响

4.2.3并装双轴轴载变化对沥青路面性能的影响

4.2.4并装双轴对不同寿命阶段沥青路面性能的影响

4.3特殊轮轴组合对沥青路面的适应性

4.3.1两种挂车轮轴布置及计算图式

4.3.2两种挂车对沥青路面性能的影响

4.3.3两种挂车对不同寿命时期沥青路面性能的影响

4.3.4特种平板挂车与普通挂车对沥青路面影响的比较

4.4本章小结

结语

参考文献

致谢