沥青路面的应力场测试及车辙敏感区分析

摘要

车辙是沥青路面最严重的病害之一，车辙的产生降低了道路的服务水平，严重影响车辆的行车安全，为了更有针对性地防治车辙，提出了沥青路面的车辙敏感区的概念。通过对车辙产生机理的分析发现，车辙敏感区的存在与沥青路面的较大应力场（正应力场和剪应力场）和高温温度场有关，利用二者的组合效应，对车辙敏感区进行分析。论文研究依托在建的高速公路，在路面结构中埋设了压力传感器，实测了路面结构内的应力，结合数据拟合结果，分析了沥青路面的较大应力场；利用现有的实测温度数据，分析了沥青路面的高温温度场；利用有限元软件对不同荷载水平、不同温度下的路面应力场进行了数值计算，分析了沥青路面的剪应力场；结合上述研究结果对车辙敏感区进行分析，并确定了车辙敏感区的深度范围。
　　研究结果表明：沥青路面结构内的正应力随路面深度的增加呈指数形式衰减，满足指数函数σ(h)=p0·e-h/b的分布规律；基于实测路面应力场，确定了较大应力场的范围，位于路表面以下36cm的范围内；依据实测温度确定了路面的高温温度场，主要分布在路面深度0~12cm之间；利用有限元软件对路面应力场进行数值计算，受最大剪应力场影响较大的区域集中在5~10cm之间；对较大应力场和高温温度场组合分析，得到高温时路面结构内受压应力影响最大的区域，即路表面下0~8cm范围内，之后结合对面层内最大剪应力的分析结果，对车辙敏感区进行分析，最终确定其深度范围集中在0~10cm之间；提出三种防治车辙的技术方案，即进行交通管制(在特定的时间限制重载车辆通行)；相应提高车辙试验的试验温度和荷载条件；复合抗车辙技术。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章 车辙敏感区分析的理论基础

2.1 路面应力场的理论分析

2.2 路面温度场的理论分析

2.3车辙敏感区的理论分析

2.4本章小结

第三章 沥青路面应力场实测

3.1实体工程及路面结构类型

3.2压力测试设备

3.3压力测试设备的布设

3.4不同荷载作用下的压力测试

3.5本章小结

第四章 应力场实测数据整理及分析

4.1实测数据整理

4.2数据可靠性分析

4.3实测压应力场分析

4.4基于实测值的较大应力场分析

4.5本章小结

第五章 实测沥青路面温度场

5.1现场实测概况

5.2实测温度场分析

5.3路面高温温度场分析

5.4本章小结

第六章 基于有限元理论的路面应力场分析

6.1有限元分析的基本理论

6.2不同荷载水平下的应力场

6.3不同温度下的应力场

6.4本章小结

第七章 沥青路面车辙敏感区分析

7.1较大应力场和高温温度场的组合分析

7.2车辙敏感区分析结果

7.3抗车辙技术方案

7.4本章小结

结论

参考文献

附录

致谢