交叉口瀝青路面剪切損害機(jī)理及剪切試驗(yàn)方法研究.pdf

1、近年來，隨著交通量的快速增長、軸載不斷增加，交叉口瀝青路面在夏季高溫季節(jié)產(chǎn)生嚴(yán)重的擁包、推擠和車轍等病害，基本上每兩年就要銑刨一次重新攤鋪，主要由于瀝青混合料的設(shè)計(jì)過程中忽略了對(duì)其抗剪強(qiáng)度的檢驗(yàn)，采用原有路面抗剪控制指標(biāo)已不能有效的解決瀝青路面剪切病害問題。論文首先實(shí)地調(diào)查城市道路交叉口瀝青路面的剪切損壞特征和交通狀況，掌握交叉口瀝青路面在頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)條件下發(fā)生損壞主要特點(diǎn)及典型特征，為分析交叉口瀝青路面剪切損害機(jī)理提供實(shí)

2、例。其次，對(duì)交叉口瀝青路面剪切損害機(jī)理進(jìn)行研究，采用三維有限元分析方法針對(duì)交叉口瀝青路面的特點(diǎn)，采用垂直荷載和水平荷載共同作用形式，進(jìn)行多種工況下不同路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)分析，以研究路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)及了解路面結(jié)構(gòu)的剪應(yīng)力場的分布規(guī)律。得出以下結(jié)論：水平荷載對(duì)瀝青路面剪應(yīng)力、表面的拉應(yīng)力的影響最大，對(duì)路表面彎沉、各結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力的大小基本上沒有影響。瀝青路面的結(jié)構(gòu)類型、模量、厚度、環(huán)境溫度等對(duì)面層最大剪應(yīng)力影響不大，關(guān)鍵

3、決定于水平力系數(shù)。但高溫條件下由于瀝青混合料溫度敏感性材料，溫度對(duì)瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度影響很大，所以，高溫條件下交叉口瀝青路面的剪切破壞主要是由于瀝青混合料的高溫抗剪切強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的。然后，在目前國內(nèi)外瀝青混合料抗剪試驗(yàn)方法研究分析的基礎(chǔ)上，本文提出了一種全新的評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度的方法，即同軸剪切試驗(yàn)方法，同軸剪切試驗(yàn)不但方法比較簡便，而且試件受力特點(diǎn)符合路面的實(shí)際狀況。建立同軸剪切試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娜S有限元模型，著重對(duì)同

4、軸剪切試驗(yàn)試件力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行分析然后對(duì)同軸剪切試驗(yàn)試件受力特點(diǎn)進(jìn)行有限元分析；根據(jù)試件的受力特點(diǎn)提出瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的指標(biāo)，采用三軸試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。最后，采用同軸剪切試驗(yàn)來研究不同溫度狀態(tài)、不同空隙率的瀝青混合料抗剪性能。對(duì)不同試驗(yàn)溫度條件下瀝青混合料抗剪性能進(jìn)行對(duì)比分析。采用重復(fù)加載同軸剪切試驗(yàn)來研究瀝青混合料的剪切疲勞性能。在參考國內(nèi)外疲勞模型的基礎(chǔ)上，提出高溫條件下瀝青混合料剪切疲勞方程，采用車轍試驗(yàn)進(jìn)行