一、轮胎在超载下对沥青路面的破坏与橡胶改性沥青(论文文献综述)
郭昱涛[1](2021)在《基于贯入剪切疲劳试验的沥青混合料耐久性评价》文中提出近年来轮迹下的剪切流动型车辙和Top-Down开裂已成为沥青路面病害的主要表现形式,严重影响其耐久性。本文基于钻芯取样及有限元计算,分析了路面轮迹处病害成因,提出了贯入剪切疲劳试验方法,据此评价典型沥青混合料的抗剪切疲劳性能。首先,主干路钻芯取样结果表明,沥青路面轮迹处病害多为剪切流动型车辙和TopDown开裂;对北京市典型沥青路面结构进行有限元计算,证明剪应力是轮迹处破坏的主要原因,且并不是由于单次剪应力过大,而是重复荷载剪切疲劳作用导致。其次,为了评价轮迹处病害产生,需要找到一种沥青混合料剪切疲劳性能的试验方法,对比多种剪切试验并通过有限元计算,发现重复贯入剪切试件内部与车辆轮迹边缘的剪力分布相似,其破坏形式与实际剪切流动型车辙和Top-Down开裂相同,证明了该方法的有效性,所以提出60℃与15℃下的贯入剪切疲劳试验评价轮迹处剪切流动型车辙与Top-Down型裂缝。然后,由于影响沥青混合料抗剪性能的主要因素为混合料类型与胶结料,上面层采用AC-13典型级配,通过DSR、BBR及黏附性试验对沥青性能进行评价,选择三种代表性的胶结料分别为基质沥青、SBS改性及橡胶SBS复合改性沥青,进行混合料的剪切试验。再次,通过60℃和15℃单轴贯入试验测定不同沥青混合料的剪切强度,并对紫外老化与冻融循环后其抗剪强度衰减规律进行研究。贯入剪切疲劳试验评价沥青混合料的抗剪切疲劳性能,在60℃下进行贯入剪切疲劳试验,选用0.7、0.9、1.1、1.3MPa四个应力水平,测定3种沥青混合料的剪疲劳寿命来评价其抗剪切流动型车辙性能;在15℃下进行贯入剪切疲劳试验,选用0.2,0.3,0.4,0.5四个应力比进行循环加载,提出以劲度模量残留比突变点为剪切疲劳开裂的失效判据,评价其抗Top-Down剪切疲劳开裂性能。试验研究表明橡胶SBS复合改性沥青混合料的抗剪切疲劳及耐老化性能最优,SBS改性沥青次之,基质沥青最差;车辆循环碾压下的剪力作用是导致沥青路面轮迹处病害的主要原因,外界环境老化加剧了病害的发生。最后,基于MMLS3小型加速加载设备对沥青混合料的抗剪耐久性展开研究,结果表明橡胶SBS复合改性沥青经加速加载设备碾压后其抗剪耐久性最佳;沥青路面轮迹处的剪切流动型车辙与Top-Down开裂并非相互独立的,车辙会加剧裂缝的扩展,开裂也会加速车辙的产生。所以在沥青面层设计阶段应综合考虑由剪切疲劳寿命不足导致的剪切流动型车辙与Top-Down开裂,选择抗剪性能较优的材料,对减少沥青路面轮迹处病害产生,提高其耐久性具有重要意义。
王之毓[2](2021)在《基—面层间胶粉改性沥青粘结层黏附特性分析》文中指出由于半刚性基层沥青路面具有强度高、稳定性好、造价低等优点在我国广泛应用。但是半刚性基层和沥青面层的模量相差较大,如果层间处治不到位就会成为道路结构层中的薄弱环节,无法承受车辆荷载引起的剪切力作用,从而使面层与基层之间发生相对滑移。与此同时,我国现行路面结构设计理论中,将沥青路面结构层之间假定为完全连续接触,忽略了结构层层间实际接触状态对道路的影响。针对以上问题,本文提出在半刚性基层与沥青面层之间设置胶粉改性沥青粘结层,并通过斜剪试验与扭剪试验,研究不同粘结层设置方案对基层与面层粘结性能的影响。此外,建立基-面层层间接触有限元模型,分析其力学性能。具体研究内容如下:首先,采用斜剪试验确定出考虑碎石撒布量、碎石粒径、胶粉沥青洒布量以及胶粉目数四种影响因素下的48种粘结层设置方案中的最佳粘结层设计方案,并分析四种因素对层间抗剪强度的影响规律,结果表明:基-面粘结层最佳设计方案为胶粉目数为40目,胶粉沥青洒布量为0.9L/m,碎石撒布量为80%,碎石粒径为5~10mm的组合方式,并且得出四种因素对基-面粘结层抗剪强度影响的排序结果为碎石粒径>碎石撒布量>胶粉沥青洒布量>胶粉目数。其次,通过-10℃、25℃、45℃三个不同温度下的斜剪试验与扭剪试验,探究温度对基-面粘结层抗剪强度的影响,结果表明:温度对基-面层间抗剪强度影响较大,在低温时抗剪强度最大,随着温度的升高抗剪强度大幅降低,表明基-面粘结层在高温环境下,层间薄弱界面更容易受到剪切破坏,产生基-面层间滑移现象。通过力-位移曲线可得不同温度下斜剪试验中剪切耗散能密度变化规律,得出剪切耗散能密度随着温度的增加而不断减小。最后,在有限元理论的基础上,首先基于室内剪切试验建立基-面层间接触属性力学响应模型,验证cohesive接触模拟层间接触状态的可行性。结果表明:数值模拟结果与试验结果变化规律总体相似,说明可通过设置cohesive接触属性来模拟层间剪切作用。此外,以cohesive模拟基-面层间接触为基础,建立了沥青路面三维有限元模型,用于分析不同车辆荷载作用下层间剪应力的变化规律,发现随着车辆荷载的增加层间剪应力也不断增大。而车辆转弯时层间剪应力要远大于直线行驶,同时还发现无论车辆是直线或转弯行驶,基-面层间剪应力均小于试验所得抗剪强度。因此在基-面层间设置胶粉改性沥青碎石粘结层可保证路面在车辆荷载作用下不会产生剪切破坏。
张成雪[3](2021)在《开普封层材料组成优化与层间黏结性能研究》文中认为开普封层作为碎石封层和微表处结合的复合路面结构,是一种高效的路面养护方式,在性能方面结合了两者的优势,但在受到行车荷载作用时易与下承层产生滑移失去作用。部分再生沥青混合料RAP(Reclaimed Asphalt Pavement)被用于公路养护,在路面封层中的应用多见于碎石封层、微表处,但RAP由于性能不足利用率较低。因此,针对开普封层与下承层黏结失效及再生沥青混合料再生利用率较低的问题,将再生沥青混合料应用于开普封层中,进一步优化开普封层材料组成,并对其黏结性能进行了研究。根据经验计算法设计碎石封层材料用量,优化了现行养护技术规范热沥青用量的推荐值,在制作开普封层试件时:基质沥青用量范围定为1.2~1.4kg/m2,SBS改性沥青用量范围定为1.2~1.4kg/m2,橡胶沥青用量范围定为2.2~2.4kg/m2,改性乳化沥青用量范围定为2.0~2.2kg/m2。且通过层间拉拔、直剪、扭剪等试验,提出了制备开普封层车辙试件时的高温养生方式。结果表明,碎石覆盖率在88~92%范围内,且上下层组合方式为4.75~9.5mm碎石封层+MS-3型微表处时,开普封层层间黏结性能较优。在此基础上,为了充分利用再生沥青混合料RAP,增强沥青与石料的黏结和裹覆效果,提出了 RAP预裹覆技术,并采用正交试验确定此技术室内试验制备参数:基于确定的碎石质量,选取30%的RAP取代碎石与新石料在160℃下拌和90s后进行摊铺。通过分析RAP预裹覆开普封层的表面性能和黏结性能,说明RAP预裹覆技术的可行性。最后,借助PFC软件建立了开普封层路面结构的二维离散元模型,研究了不同轮胎接触压力和车速下,开普封层与下承层界面处的力学结构响应。对比分析了模拟计算得出的最大拉伸应力、最大剪切应力和试验得出的三种类型开普封层的抗拉强度、剪切强度,并推荐了合适的车速。结果进一步验证了 RAP预裹覆技术的可行性,并建议适当提高路面的限重限速:车辆实际运行过程中车速控制在60~80km/h。
李佳昊[4](2021)在《沥青路面层间不完全连续状态下的抗剪切性能评价分析》文中研究表明开裂病害已经成为沥青路面的主要病害类型,大量钻芯取样调查表明裂缝处层间由于粘结失效而出现不同程度的脱离。层间剪应力引起的层间粘结失效会加速路面开裂并降低路面的使用寿命,但是,目前的研究大部分是基于路面层间处于完全连续或完全滑动状态下开展的,而实际情况下,层间处于不完全连续状态。为此本文将通过有限元计算和室内试验检测评价对沥青路面层间不完全连续状态下的抗剪切性能开展研究。首先,建立考虑层间间隙的沥青路面结构有限元模型和疲劳分析模型,相关参数根据北京市内主干道典型路面结构尺寸和材料种类确定,使用层间间隙表征层间未完全粘结的情况。通过模型计算分析层间间隙尖端的应力场和位移场变化,从断裂力学理论的角度验证了层间剪应力是导致层间粘结失效的主要原因,通过应力强度因子确定最不利的间隙点位为车辆轮胎外侧边缘处垂直向下延伸的上-中面层的层间位置。然后,基于考虑层间间隙的沥青路面结构有限元模型和疲劳分析模型,对沥青路路面层间剪应力及剪切疲劳次数进行正交计算。参考北京市内温度情况、交通荷载情况等数据,分析温度、竖向荷载、水平荷载、面层厚度、间隙长度等不同因素对层间剪应力与剪切疲劳次数的影响程度,将最不利情况下的层间最大剪应力τ≥0.37MPa,层间剪切疲劳次数≥0.9395万次作为模型的指标参考值,并根据计算数据进行回归方程的建立。其次,对粘层材料的抗剪性能进行评价分析。选取北京市内道路施工常用的四种粘层材料,确定最佳涂敷量。在不同试验温度下进行抗剪强度实验,分析不同材料抗剪强度的温度敏感性;对粘层材料进行短期、长期老化处理,研究温度老化对层间剪切强度的影响规律;对粘层材料进行多次冻融循环,探究冻融循环对其剪切强度的影响规律。结果表明:粘结材料的剪切强度具有较高的温度敏感性;短期老化下,粘层材料的抗剪强度有所提高,但是长期老化下的粘层材料的抗剪强度大幅度降低;通过对不同冻融循环次数下粘层材料的抗剪强度进行对比发现,第一次冻融冻融下粘层材料的的抗剪强度下降幅度最大。再次,对粘层材料的抗疲劳性能进行评价分析。在改变实验温度、荷载水平、温度老化、冻融循环次数的条件下进行粘层材料的剪切疲劳实验,分析前者对后者的影响规律。结果表明:温度对于剪切疲劳性能的影响大于加载应力水平;短期老化与长期老化下粘结材料的剪切疲劳性能均下降,长期老化对其影响更大;第一次冻融对粘层材料剪切疲劳性能的影响最大最后根据模型输出的数据及室内试验的材料性能推荐满足指标参考值的层间粘结材料。通过综合对比可得,SBS+橡胶复合改性沥青最优,需要注意长期老化对其剪切强度的影响;SBS改性沥青与橡胶沥青次之,其二者性能较为接近,SBS改性沥青的抗老化性能较SBS改性沥青更好;乳化沥青较差,其在高温下的抗剪强度较低,且温度老化及冻融循环对其抗剪切性能的影响较大。
殷丹丹[5](2021)在《内蒙古寒冷地区沥青路面胶粉改性沥青碎石粘结层粘结特性研究》文中研究说明我国路面结构中普遍采用的是半刚性基层沥青路面,由于基面层间存在材料及施工质量等方面的差异,层间粘结并不是理想的完全连续状态,造成二者在基面层间结合部位产生薄弱环节,易出现层间破坏。内蒙古寒冷地区道路所处环境恶劣,温差较大,进一步加剧了层间粘结失效。基层与面层间的粘结问题对路面的使用性能和寿命起到关键性的作用。胶粉改性沥青碎石粘结层被广泛应用于桥面防水铺装等工程中,表现出良好的应力过渡和防水粘结性能,且橡胶粉的应用解决了废旧轮胎“黑色污染”的问题。本文选用胶粉改性沥青碎石作为基层与面层间粘结层材料,来加强基面层间的粘结、改善和保证路面的使用质量。首先,以斜剪试验抗剪强度为指标分析不同影响因素下的层间粘结性能变化规律,并且基于灰关联理论分析了各种粘结层材料影响因素对基面层间抗剪强度的关联程度,结果表明对粘结层抗剪效果影响最大的因素是碎石撒布粒径,其次是碎石撒布量,然后是沥青洒布量,影响最小的是胶粉目数。结合试验结果和影响因素分析,提出了性能优越、经济合理的胶粉改性沥青碎石粘结层设置方案。其次,以层间抗剪强度和剪切模量作为层间粘结特性评价指标,通过斜剪试验对比不同温度下常规的乳化沥青和基质沥青粘结层粘结性能。以扭剪强度作为层间粘结特性评价指标,采用自行设计的扭剪试验方法,侧重模拟车辆对层间的揉搓效果,研究不同温度及不同荷载作用下的层间抗剪性能。斜剪试验和扭剪试验结果表明:胶粉改性沥青碎石粘结层表现出更加优异的抗剪性能,且不同材料粘结层粘结性能均表现为随温度的升高而急剧降低,层间抗剪强度与正应力呈线性增长关系。然后,建立有限元计算模型,通过连续模型和接触模型下路面结构基面层间剪应力的计算分析发现,常规层间处治情况下基面层间接触状态对基面层间的最大剪应力有很大的影响,层间接触不连续时,层间剪应力值会有突变,随着层间连续性增强,这种突变范围逐渐减小。由于两种接触模型下的层间作用机理不同,接触模型下层间传递和扩散荷载的能力与连续模型相比较小,因此其层间最大剪应力值要比连续模型下的大,并且接触模型能够更好的反映沥青路面的实际受力状态,故采用接触模型进行沥青路面力学分析将更合理。最后,模型中引入胶粉改性沥青碎石粘结层,计算并分析了斜剪试验下胶粉改性沥青碎石粘结层在沥青路面结构层间粘结处最大剪应力,结合模型计算结果,对不同温度及不同荷载作用下沥青路面结构粘结层进行抗剪强度验证,验证结果均满足抗剪强度要求。
郭敏锐[6](2021)在《复杂重荷载作用下沥青路面结构力学行为研究》文中进行了进一步梳理随着我国公路交通设施与车辆装备不断改善,公路交通向着快速化、重型化发展,载重汽车高速、重载现象日益严重,进行重荷载作用下沥青路面结构力学行为研究,是道路工程与公路建设管理领域的迫切需求。在较多的沥青路面力学行为分析中,假设道路受到准静态垂向均布荷载,这与实际道路受到动态三向非均布的复杂接触应力偏差较大。同时,从载重汽车轮胎的纵向花纹以及高度非线性特征角度,国内外研究人员对于复杂重荷载作用下沥青路面结构的力学行为尚未深入研究。针对纵向花纹轮胎的高度非线性、复杂接触应力的空间特征研究中的不足,综合应用汽车系统动力学理论、轮胎稳态滚动分析方法、沥青路面结构动力学分析理论、有限元分析方法,分别建立了载重汽车的纵向花纹轮胎、沥青路面结构、路面温度场的三维有限元模型,揭示了沥青面层材料的热物理参数对温度场的影响规律,深入研究了典型工况与不同参数下接触应力空间分布特征,预测分析了复杂重荷载作用下沥青路面结构的动力响应及车辙变化规律。首先,建立纵向花纹轮胎、沥青路面结构、路面温度场的三维有限元模型。根据汽车系统动力学、轮胎动力学与有限元理论,针对纵向花纹轮胎275/70R22.5高度非线性特征建模,建立了完整的轮胎三维有限元模型,研究了载重汽车轮胎的非线性模型建模方法。通过MTS Landmark试验设备测试了沥青混合料黏弹性材料参数,基于实际测量参数建立了沥青路面结构的三维有限元模型。通过有限元分析与轮胎-路面加载测试系统测量,验证了轮胎-路面接触模型的准确性,并建立了路面温度场模型,分析计算了不同时刻与深度下沥青路面结构的温度场,讨论了沥青路面温度场的影响因素。其次,基于混合Lagrange-Eulerian方法和Steady-state transport分析获取不同的典型工况下接触应力的空间分布特征。针对轮胎稳态接触问题,定义了纵向花纹轮胎的三维有限元模型的稳态条件,结合轮胎动力学理论,从数学角度对轮胎稳态滚动接触问题进行了描述,提出了轮胎稳态滚动接触问题有限元分析流程,开发的轮胎路面接触模型可准确预测不同工况下的复杂接触应力,深入研究分析了不同参数与典型工况对轮胎-路面复杂接触应力的影响,揭示了不同工况下接触应力的空间分布特征。然后,预测分析了复杂重荷载作用下沥青路面结构的动力响应规律。根据沥青路面结构动力学分析理论与动力学平衡方程,考虑了复杂的接触应力和路面变化温度场,运用Dload与Utracload子程序实现复杂接触应力的移动,建立了三向动态移动的接触应力作用下沥青路面的瞬态动力学有限元分析模型,重点分析了不同的行驶工况、轮胎负载、温度场、行驶速度等因素对道路变形、应变的影响规律。最后,提出了复杂重荷载作用下沥青路面结构车辙分析流程,通过对比分析确定了不同的典型工况下车辙性能分析及评价指标,引入变化的路面温度场进行沥青路面结构的车辙预测分析。重点分析了不同的速度、轮胎负载、变化的大气温度环境等因素对自由滚动工况下竖向永久变形与压缩蠕变,完全制动工况下纵向永久变形与压缩蠕变等车辙指标的影响规律。结合正交试验方法与数理统计方法,应用极差分析和方差分析,量化了多因素多水平对车辙评价指标影响的主次和显着性特征。
刘鑫磊[7](2021)在《胶粉沥青路面足尺加载试验与数值仿真分析》文中进行了进一步梳理河北省高速路网快速发展的同时,也同时面临着多因素导致的裂缝、车辙等路面病害问题,传统沥青路面结构设计对改性沥青路面的要求在一定程度上已不能满足实际需求,如何提升路面使用性能,延长路面使用寿命迫在眉睫。本文对沥青路面不同面层沥青混合料材料的需求性进行了分析,对不同面层的胶粉改性沥青、SBS改性沥青和基质沥青混合料性能进行了评价,完成了足尺加载试验路试验方案设计,对监测数据进行了分析,利用有限元软件分析了不同结构、轴载及车速下的动力响应。本文主要研究工作如下:1、对河北省内典型高速公路进行病害统计分析,得到沥青路面主要病害类型为裂缝和车辙病害,提出了上面层抗开裂,中面层抗车辙和下面层抗疲劳的评价指标,以及上面层低温弯曲试验、中面层车辙试验、下面层四点弯曲疲劳试验的评价方法,并运用有限元软件对不同面层沥青混合料材料的需求性进行了分析。2、基于提出的不同面层沥青混合料性能的评价方法,对上中下面层不同沥青分别进行混合料试验,得到胶粉改性沥青混合料各方面性能更优,总结分析得到中面层的胶粉改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的动稳定度与试验温度方程,下面层的胶粉改性沥青混合料和基质沥青混合料的疲劳寿命方程。3、确立传感器布设原则,分析了不同位置的传感器埋设方法,确定了传感器布设位置。为模拟沥青路面自然环境真实情况,设计了低温、常温以及高温三种不同温度下试验路的加载方案。4、对试验路传感器采集数据分析,得到了胶粉沥青路面下面层压应力比SBS沥青路面大9.2%,建议胶粉沥青路面基层应选用承载能力相对较好的材料;胶粉沥青路面中面层层底的竖向应变相比上面层变化幅度相比低6.2%,抗车辙能力更好。运用有限元软件,得到了胶粉沥青路面结构比SBS路面结构所受的拉应力和剪应力分别降低了10%和30%,验证了本文提出的沥青路面不同结构层性能评价指标的准确性。
李赫[8](2021)在《动静荷载作用下沥青混合料及沥青路面黏弹性力学响应分析》文中研究表明沥青路面作为高速公路的重要组成部分,其性能的优劣对高速公路服役的安全性、舒适性以及耐久性等有着重要的影响。而沥青混合料作为典型的黏弹性材料,其力学性能与加载时间、加载频率、荷载类型以及环境温度等条件密切相关。为分析沥青混合料和沥青路面在动、静两种加载模式条件下的黏弹性力学响应以及温度对沥青混合料力学影响,本文依托了国家自然科学基金项目主要进行了如下工作:(1)以橡胶沥青作为结合料,通过旋转压实制备了AC-13、SMA-13、SUP-13以及OGFC-13四种级配沥青混合料。随后,利用单轴压缩蠕变试验测试四种级配沥青混合料在多个温度条件下的静态蠕变特性,并利用时温等效原理推导四种级配沥青混合料的蠕变主曲线;另外,利用Burgers模型和修正Burgers模型分析常温和高温条件下的蠕变特性。进一步地,为分析四种级配沥青混合料的松弛特性,本文通过卷积积分、Laplace变换以及辛普森求积公式等获取四种级配沥青混合料的松弛模量,并利用二阶广义Maxwell模型和Scott-Blair模型分析不同温度和级配对沥青混合料松弛特性的影响。(2)利用动态模量试验获取四种级配沥青混合料在动态荷载作用下的10℃、20℃以及30℃的动态模量参数,并通过时温等效原理获取沥青混合料在20℃条件下的动态模量主曲线,通过改进Sigmoid模型对四种级配沥青混合料的动态模量和相位角进行拟合分析。随后根据时频转换原理和静态松弛模量数据获取四种级配沥青混合料的动态模量参数,对比分析直接测试动态模量数据和推导获得的动态模量数据的差异性,并建立试验获取动态模量与推导动态模量的函数关系。结果表明:两者具有较好的线性关系,其中推导而来的动态模量约为试验获得动态模量的7~10倍。(3)根据ABAQUS有限元软件建立沥青混合料室内试验(单轴压缩蠕变试验、动态模量试验)三维有限元模型,通过有限元软件仿真分析了动、静荷载作用下沥青混合料试件的黏弹性力学响应。随后通过WLF方程和温度收缩系数建立四种级配沥青混合料的温度收缩试验数值模型,分析四种级配沥青混合料温度收缩特性,提出四种沥青混合料在不同降温速率条件下的起裂温度。结果表明室内试验结果和数值计算结果接近,平均误差不超过10.35%,同种降温速率条件下,AC混合料具有最低的启裂温度。(4)利用ABAQUS有限元软件建立四种级配沥青混合料的构筑的沥青路面三维数值模型,通过有限元软件仿真分析四种级配沥青路面在静态荷载作用下各结构层层内应力、应变以及弯沉随加载和卸载时间的变化特征。并通过施加不同车速的移动荷载,分析级配类型以及车速对沥青路面各结构层层内应力应变响应的影响。结果表明:由于沥青混合料的黏弹特性,卸载后沥青路面仍会有部分残余变形;长期静载作用引起的路面车辙变形远高于高速移动的动载。
于华洋,马涛,王大为,王朝辉,吕松涛,朱兴一,刘鹏飞,李峰,肖月,张久鹏,罗雪,金娇,郑健龙,侯越,徐慧宁,郭猛,蒋玮[9](2020)在《中国路面工程学术研究综述·2020》文中指出改革开放40多年,中国公路建设取得了举世瞩目的成就,有力地支撑了国家社会经济的高速发展。近年来,与路面工程相关的新理论、新方法、新技术、新工艺、新结构、新材料等不断涌现。该综述以实际路面工程中所面临的典型问题、国家科技奖的技术创新内容、科技部及国家自然科学基金项目、优秀中文权威期刊的论文、Web of Science中的高被引论文的关键词为依据,系统分析了国内外路面工程7大领域的研究现状及未来的发展方向。具体涵盖了:智能环保路面技术、先进路面材料、先进施工技术、路面养护技术、路面结构与力学性能、固废综合利用技术及路面再生技术等。可为路面工程领域的研究人员与技术人员提供参考和借鉴。
王文涛[10](2020)在《多因素耦合动态孔隙水压力对沥青路面破坏的影响研究》文中进行了进一步梳理当车辆行驶在有表面径流的沥青路面上时,轮胎会驱使水对路面结构不断“挤压”和“抽吸”,加剧了沥青路面结构动态响应的不利受力状态,所形成的动态孔隙水压力(以下简称“动水压力”)环境会不断侵蚀沥青材料,最终发展为水损害,影响沥青路面整体的服役性能与寿命。动水压力环境造成沥青路面破坏的严重性已逐渐为人们所意识到,但现有相关研究仍存在许多不完善和不足之处,特别是针对多因素耦合作用下的影响规律仍缺乏系统性地深入探索。为进一步揭示动水压力对沥青路面破坏的影响,本文采用数值模拟、足尺加速加载试验和多尺度室内试验等手段,探索了路面干燥与饱水状态下结构动态响应的差异,研究了动水压力量级和作用时间、水温等因素对沥青混合料力学性能的影响,并从多个尺度分析了动水压力环境造成沥青材料失效的机理。通过围绕动水压力对沥青路面破坏的影响所开展的系统研究,得出的主要研究结论如下:(1)采用ABAQUS模拟了干燥与饱水状态下沥青路面结构的动态响应规律。水的存在会使得沥青路面结构动态响应变得更复杂。车辆荷载增大会显着提升应力、应变与孔隙水压力等指标的幅值。正、负孔隙水压力的量级会随着车速增长而明显增大;两种状态的应力幅值均会随着车速增长而逐渐降低,但干燥状态应力幅值下降趋势会对车速更敏感;竖向应变幅值在不同结构层呈现不同增减趋势;饱水状态反而使得横向应变在中下面层缓慢增大。(2)足尺加速加载试验系统可实现对车辆轮胎加载横向位置的精准控制。饱水状态下沥青路面结构动态响应会相较于干燥状态具有更大的信号指标幅值,应力应变信号会随着车辆荷载缓慢增加,但会随车辆速度相对更快地降低。动水压力对车辆速度相较于车辆荷载会具有更大的敏感性。车辆前、后轴车轮所产生动水压力会存在较大量级差异,主要是由于前轮将路表水挤压至轮迹两侧所造成。(3)数值模拟与现场实测的路面结构动态响应指标幅值,以及动水压力的场域分布特征显示出一致性的规律,从而验证了本文所建立有限元模型模拟现场路面在不同状态下动态响应情况的有效性。进一步地,基于足尺加速加载试验,提出了沥青路面结构动水压力预测模型,将轮胎接地荷载参数纳入模型中,提高了动水压力预测的精确性。(4)动水压力环境会造成沥青混合料力学性能衰退,其侵蚀能力介于静态浸水和冻融等水环境之间,有时甚至会比冻融环境更为严苛。动水压力环境因素对沥青混合料高温力学性能影响程度排序为:水的温度>动水压力量级>环境作用时间。提出一套沥青混合料动水压力环境敏感性试验评价方法:采用水敏感性测试仪,按照60℃-0.345 MPa-4000 Cycles代表性参数组合来模拟动水压力环境,再采用单轴贯入强度试验结合开裂功密度临界值指标,评价沥青混合料残留力学性能。(5)采用弯曲梁流变方法测试沥青混合料(Hot Mix Asphalt,记为HMA)低温力学性能,发现其蠕变柔量主曲线会随着动水压力环境的恶劣程度加剧而逐渐上移,松弛模量主曲线则会逐渐下移。HMA中的细集料沥青混合料组分(Fine Aggregate Mixture,记为FAM)抵抗水损害的能力强弱,对于HMA整体抵抗动水压力环境损伤能力具有显着影响。FAM的黏性性质会随着动水环境恶劣程度加剧而逐渐增大,但会有一个上限值。侵蚀程度较小的动水压力环境会使得HMA黏性增大,但其会随着环境恶劣程度增大而倾向于表现出更多弹性性质,这主要归功于其内部粗集料骨架的存在。(6)动水压力环境会造成沥青材料所依据表面能参数所计算出的水稳定性指标下降,且沥青与不同酸、碱性集料之间的组合会表现出不同的水敏感性。对于经过动水压力模拟环境作用后的沥青材料,通过分析其傅里叶红外光谱中所代表不同官能团和化学键的不同波数范围吸收峰强度变化情况,验证了动水压力环境会相较于静态浸水和冻融环境而对沥青试样造成更大的侵蚀效果,且影响程度会随着动水压力模拟环境作用持续时间增加而变大。基于以上研究,本文采用多种技术手段,从多个尺度系统地分析车辆加载因素和动水压力环境因素分别对沥青路面结构动态响应和材料力学性能所造成的影响,探索了沥青混合料及其组分在不同尺度下受动水压力侵蚀的失效机理,进而为针对动水压力环境造成沥青路面破坏科学问题的研究奠定了一定的理论与试验基础。
二、轮胎在超载下对沥青路面的破坏与橡胶改性沥青(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、轮胎在超载下对沥青路面的破坏与橡胶改性沥青(论文提纲范文)
(1)基于贯入剪切疲劳试验的沥青混合料耐久性评价(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 轮迹处车辙与开裂成因机理分析 |
1.2.2 剪切试验方法 |
1.2.3 沥青混合料疲劳开裂破坏判据研究 |
1.2.4 现有研究不足之处 |
1.3 主要研究内容与技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 沥青路面车辙与开裂成因分析及耐久性评价方法的提出 |
2.1 沥青路面车辙与开裂病害调查 |
2.1.1 剪切流动型车辙病害调查 |
2.1.2 Top-down裂缝病害调查 |
2.2 车辆荷载作用下沥青路面轮迹处受力分析 |
2.2.1 ABAQUS软件介绍 |
2.2.2 模型条件假设 |
2.2.3 路面结构组合及材料参数 |
2.2.4 车辆荷载及网格划分 |
2.2.5 力学分析 |
2.3 车辙与开裂成因分析 |
2.4 耐久性评价方法的提出 |
2.4.1 沥青混合料贯入剪切疲劳试验方法的提出 |
2.4.2 沥青混合料贯入剪切疲劳试验有限元分析 |
2.4.3 贯入剪切疲劳试验破坏判据研究 |
2.5 本章小结 |
第3章 沥青材料性能评价及混合料配合比设计 |
3.1 沥青材料性能评价 |
3.1.1 高温性能 |
3.1.2 低温性能 |
3.1.3 黏附性能 |
3.2 原材料及混合料配合比设计 |
3.2.1 沥青技术指标 |
3.2.2 矿料技术指标 |
3.2.3 级配设计 |
3.2.4 最佳油石比确定 |
3.2.5 路用性能验证 |
3.3 本章小结 |
第4章 沥青混合料抗剪切强度评价 |
4.1 不同温度下沥青混合料抗剪切强度评价 |
4.1.1 60℃下混合料抗剪切强度评价 |
4.1.2 15℃下混合料抗剪切强度评价 |
4.2 外界老化对沥青混合料抗剪切强度影响评价 |
4.2.1 紫外老化对沥青混合料抗剪切强度影响评价 |
4.2.2 冻融循环老化对沥青混合料抗剪切强度影响评价 |
4.3 本章小结 |
第5章 沥青混合料抗剪切疲劳性能评价 |
5.1 60℃高温下沥青混合料抗剪切疲劳性能评价 |
5.1.1 60℃下沥青混合料抗剪切疲劳性能评价 |
5.1.2 荷载作用次数与荷载大小关系研究 |
5.2 15℃常温下沥青混合料抗剪切疲劳性能评价 |
5.3 不同老化条件对沥青混合料抗剪切疲劳性能影响评价 |
5.3.1 60℃下不同老化条件对沥青混合料抗剪切疲劳性能影响评价 |
5.3.2 15℃下不同老化条件对沥青混合料抗剪切疲劳性能影响评价 |
5.4 本章小结 |
第6章 沥青混合料抗剪耐久性验证 |
6.1 基于MMLS3 小型加速加载设备碾压后沥青混合料抗剪耐久性验证 |
6.1.1 常温车辆荷载碾压下沥青混合料抗Top-Down开裂性能验证 |
6.1.2 高温车辆荷载碾压下沥青混合料抗车辙性能验证 |
6.2 沥青路面车辙与开裂交互影响研究 |
6.2.1 剪切流动型车辙对Top-Down开裂的影响研究 |
6.2.2 Top-Down开裂对剪切流动型车辙的影响研究 |
6.3 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)基—面层间胶粉改性沥青粘结层黏附特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面粘结层研究现状 |
1.2.2 粘结层有限元分析研究现状 |
1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 粘结层材料及设计方案 |
2.1 原材料 |
2.1.1 胶粉改性沥青 |
2.1.2 集料 |
2.1.3 矿粉 |
2.1.4 水泥 |
2.2 配合比设计 |
2.2.1 沥青混合料配合比设计 |
2.2.2 水泥稳定碎石配合比设计 |
2.3 试件制备 |
2.3.1 粘结层设置方案及处治过程 |
2.3.3 沥青混合料AC-25成型 |
2.3.4 试件切割成型 |
2.4 试验原理及温度确定 |
2.4.1 斜剪与扭剪试验原理 |
2.4.2 试验温度的确定 |
2.5 本章小结 |
第三章 层间粘结强度形成机理及粘结特性分析 |
3.1 概述 |
3.2 界面层间强度形成机理分析 |
3.3 基-面层间病害产生原因 |
3.4 基-面层间粘附性实验研究 |
3.5 粘结层设置方案分析 |
3.5.1 粘结层设计方案多因素显着性分析 |
3.5.2 方差分析原理 |
3.5.3 基-面粘结层最佳设置方案 |
3.6 不同温度条件下基-面层间粘结特性分析 |
3.6.1 温度对层间抗剪强度的影响分析 |
3.6.2 基于剪切耗散能密度的层间抗剪性能分析 |
3.6.3 温度对层间抗扭剪强度的影响分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 基-面层间接触力学响应的有限元分析 |
4.1 概述 |
4.2 ABAQUS有限元软件 |
4.3 理论模型分析 |
4.4 沥青混合料粘弹参数确定 |
4.5 建立基于剪切试验的有限元模型 |
4.5.1 不同温度下的层间粘结系数计算 |
4.5.2 cohesive接触属性验证 |
4.6 沥青路面三维有限元模型的建立 |
4.6.1 模型尺寸及网格划分 |
4.6.2 车辆荷载接触区域 |
4.6.3 接触区荷载布置以及层间接触定义 |
4.6.4 层间接触条件对沥青路面力学响应的影响 |
4.7 本章小结 |
结论与展望 |
主要研究结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
读研期间取得的科研成果 |
个人简历 |
(3)开普封层材料组成优化与层间黏结性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 开普封层国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 开普封层材料组成设计优化 |
2.1 碎石封层设计方法分析 |
2.1.1 理论计算法 |
2.1.2 经验计算法 |
2.2 碎石封层材料用量优化 |
2.2.1 试验仪器改进 |
2.2.2 原材料性能 |
2.2.3 材料用量优化 |
2.3 微表处配合比设计优化 |
2.3.1 技术指标的确定 |
2.3.2 材料用量的确定 |
2.4 本章小结 |
3 开普封层与下承层层间黏结性能研究 |
3.1 开普封层材料设计 |
3.1.1 碎石封层与微表处的黏结性能 |
3.1.2 基于碎石覆盖率的碎石封层设计 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 试验仪器 |
3.2.2 开普封层试件成型 |
3.2.3 黏结试验方法 |
3.3 碎石覆盖率及养生方式对层间黏结性的影响 |
3.3.1 试验条件 |
3.3.2 拉拔试验分析 |
3.3.3 直剪试验分析 |
3.3.4 扭剪试验分析 |
3.3.5 碎石覆盖率的确定 |
3.4 碎石封层与微表处组合方式对层间黏结的影响 |
3.4.1 试验条件 |
3.4.2 试验结果及分析 |
3.5 本章小结 |
4 RAP预裹覆对开普封层黏结性能影响 |
4.1 RAP预裹覆技术 |
4.1.1 定义 |
4.1.2 预裹覆机理及优势分析 |
4.1.3 RAP沥青含量测定 |
4.2 预裹覆技术参数确定 |
4.2.1 常规预裹覆碎石封层 |
4.2.2 RAP预裹覆影响因素分析 |
4.2.3 RAP预裹覆碎石封层正交试验 |
4.2.4 RAP预裹覆技术参数的确定 |
4.3 RAP预裹覆技术对开普封层表面功能的影响 |
4.3.1 预裹覆开普封层试件制作 |
4.3.2 抗滑性能 |
4.3.3 渗水性能 |
4.4 RAP预裹覆技术对黏结性能的影响 |
4.4.1 试验条件及材料分析 |
4.4.2 试验结果及分析 |
4.5 本章小结 |
5 界面黏结性能模拟分析 |
5.1 离散元颗粒流方法简介 |
5.2 路面结构层间模型建立 |
5.3 开普封层界面应力影响因素分析 |
5.3.1 轮胎接触压力和车速对界面拉应力的影响 |
5.3.2 轮胎接触压力和车速对界面剪应力的影响 |
5.3.3 层间黏结效果验证 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 进一步研究及展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
(4)沥青路面层间不完全连续状态下的抗剪切性能评价分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面层间力学分析研究 |
1.2.2 层间抗剪切性能评价方法研究 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究目的与主要内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 路面结构有限元模型与疲劳分析模型的建立与验证 |
2.1 沥青路面结构有限元模型 |
2.1.1 模型尺寸设定 |
2.1.2 沥青路面结构各结构层材料参数 |
2.1.3 交通荷载的简化模型 |
2.1.4 模型网格划分 |
2.1.5 层间间隙的设定 |
2.1.6 有限元模型可靠性验证 |
2.2 路面结构层间剪切疲劳性能分析模型 |
2.2.1 模型相关参数设定 |
2.2.2 UTM层间剪切疲劳试验 |
2.2.3 试验参数设定 |
2.2.4 剪切疲劳破坏准则确定 |
2.2.5 剪切疲劳性能分析模型的验证 |
2.3 本章小结 |
第3章 层间间隙的影响分析 |
3.1 断裂力学基本理论 |
3.1.1 线弹性断裂力学 |
3.1.2 弹塑性断裂力学 |
3.2 层间间隙影响分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 层间剪应力及剪切疲劳计算分析研究 |
4.1 层间剪应力正交计算及影响因素分析 |
4.1.1 层间剪应力正交计算 |
4.1.2 正交计算结果的极差分析 |
4.1.3 层间剪应力与各因素多元非线性回归分析 |
4.2 剪切疲劳次数正交计算及影响因素分析 |
4.2.1 剪切疲劳次数正交计算 |
4.2.2 正交计算结果的极差分析 |
4.2.3 剪切疲劳次数与各因素多元非线性拟合分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 粘层材料剪切强度评价 |
5.1 层间剪切强度的构成及影响因素 |
5.2 实验原材料性能测试 |
5.3 粘结材料层间剪切强度试验方法 |
5.3.1 试件结构及尺寸 |
5.3.2 试验方法 |
5.4 实验结果分析 |
5.4.1 层间粘结材料最佳涂覆量确定 |
5.4.2 沥青层间抗剪强度的温度敏感性分析 |
5.4.3 温度老化对抗剪强度的影响分析 |
5.4.4 冻融循环对抗剪强度的影响分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 粘层材料剪切疲劳性能评价 |
6.1 层间剪切疲劳性能实验设计 |
6.1.1 实验方法及实验参数确定 |
6.1.2 试件结构及尺寸 |
6.2 实验结果分析 |
6.2.1 沥青层间剪切疲劳性能的温度敏感性分析 |
6.2.2 温度老化对层间剪切疲劳性能的影响分析 |
6.2.3 冻融循环对层间剪切疲劳性能的影响分析 |
6.3 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)内蒙古寒冷地区沥青路面胶粉改性沥青碎石粘结层粘结特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.1.1 设置粘结层的作用及意义 |
1.1.2 层间粘结材料的选用 |
1.1.3 粘结层失效产生的病害及原因 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面粘结层设置技术研究现状 |
1.2.2 层间检测指标及方法研究现状 |
1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 胶粉改性沥青碎石粘结层材料及性能检测试验方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验方案 |
2.3 试件制备 |
2.4 斜剪试验 |
2.4.1 斜剪试验装置 |
2.4.2 试验步骤 |
2.5 扭剪试验 |
2.5.1 扭剪试验装置 |
2.5.2 试验步骤 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于粘结特性的粘结层受力特性分析 |
3.1 斜剪试验破坏过程机理分析 |
3.2 斜剪试验结果及粘结层抗剪强度材料影响因素分析 |
3.2.1 碎石撒布量的影响 |
3.2.2 碎石粒径的影响 |
3.2.3 沥青洒布量的影响 |
3.2.4 胶粉目数的影响 |
3.3 粘结层抗剪影响因素的灰关联分析 |
3.3.1 灰色关联度理论 |
3.3.2 粘结层抗剪影响因素的灰关联分析 |
3.4 粘结层方案设置分析 |
3.5 温度对不同层间处治粘结特性分析 |
3.5.1 试验温度确定 |
3.5.2 斜剪试验层间抗剪强度影响分析 |
3.5.3 斜剪试验层间剪切模量影响分析 |
3.6 扭剪试验层间粘结特性分析 |
3.6.1 试验荷载确定 |
3.6.2 扭剪试验层间抗剪强度影响分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 温度及荷载作用下层间剪应力有限元分析 |
4.1 沥青路面结构有限元模型的建立 |
4.1.1 路面结构有限元分析简介 |
4.1.2 路面结构有限元模型建立 |
4.2 温度及荷载作用下基面层间最大剪应力计算分析 |
4.2.1 常规基面层间处治方式最大剪应力分析 |
4.2.2 胶粉改性沥青碎石粘结层层间最大剪应力分析 |
4.3 粘结层抗剪强度验证 |
4.3.1 层间最大抗剪强度计算 |
4.3.2 抗剪强度验证 |
4.4 本章小结 |
结论与展望 |
主要研究结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间取得的科研成果 |
作者简介 |
(6)复杂重荷载作用下沥青路面结构力学行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题的来源、背景及研究意义 |
1.1.1 课题的来源 |
1.1.2 背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.2.1 复杂重荷载的研究现状 |
1.2.2 沥青混合料本构模型 |
1.2.3 重荷载作用下沥青路面的动力响应 |
1.2.4 沥青路面车辙破坏与预测 |
1.3 问题分析及研究内容 |
1.4 论文整体结构 |
第2章 轮胎-沥青路面建模与路面温度场分析 |
2.1 载重汽车轮胎花纹类型 |
2.2 基于非线性特征的轮胎模型开发 |
2.2.1 轮胎建模中非线性问题 |
2.2.2 含有纵向花纹的载重汽车轮胎模型开发 |
2.2.3 轮胎-路面接触模型的验证 |
2.3 沥青路面结构的有限元模型开发 |
2.3.1 沥青混合料黏弹性本构模型 |
2.3.2 沥青路面结构的材料参数测量 |
2.3.3 沥青路面结构有限元模型建立 |
2.4 沥青路面温度场分析 |
2.4.1 沥青路面变化温度场的边界条件 |
2.4.2 温度场模型的建立 |
2.4.3 沥青路面温度场计算 |
2.4.4 沥青路面温度场影响因素分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 典型工况下轮胎-路面复杂接触应力研究 |
3.1 Hertz接触应力分布理论 |
3.2 轮胎稳态滚动接触分析 |
3.2.1 稳态滚动运动方程 |
3.2.2 接触分析 |
3.3 轮胎稳态滚动接触问题有限元分析(FEA)流程 |
3.4 轮胎稳态滚动下接触应力的验证 |
3.5 静态工况下轮胎-路面接触应力分析 |
3.5.1 参考胎压下轮胎-路面接触应力 |
3.5.2 参考胎压下接触应力空间分布特征 |
3.5.3 高胎压下轮胎-路面接触应力 |
3.5.4 高胎压下接触应力空间分布特征 |
3.5.5 低胎压下轮胎-路面接触应力 |
3.6 稳态滚动下轮胎-路面接触应力分析 |
3.6.1 轮胎负载对接触应力的影响 |
3.6.2 超载与典型行驶工况下接触应力的空间分布特征 |
3.6.3 轮胎充气压力对接触应力的影响 |
3.6.4 高胎压与典型行驶工况下接触应力的空间分布特征 |
3.6.5 路面摩擦系数对接触应力的影响 |
3.6.6 低摩擦系数与典型行驶工况下接触应力的空间分布特征 |
3.6.7 轮胎线速度对接触应力的影响 |
3.6.8 高速与典型行驶工况下接触应力的空间分布特征 |
3.7 本章小结 |
第4章 复杂重荷载作用下沥青路面动力响应分析 |
4.1 沥青路面结构的动力学分析理论 |
4.2 动力学平衡方程的求解 |
4.2.1 模态分析 |
4.2.2 阻尼分析 |
4.3 复杂接触应力的施加方式 |
4.3.1 瞬时移动荷载 |
4.3.2 轮胎-路面复杂接触应力的施加 |
4.4 沥青路面结构动力学分析指标的选择 |
4.5 复杂重荷载作用下沥青路面的动力响应 |
4.5.1 不同的行驶工况 |
4.5.2 不同的轮胎负载 |
4.5.3 不同的温度场 |
4.5.4 不同的行驶速度 |
4.6 本章小结 |
第5章 复杂重荷载作用下沥青路面车辙性能分析 |
5.1 沥青面层材料的蠕变模型 |
5.2 车辙性能分析方法 |
5.2.1 交通荷载的时间特性 |
5.2.2 车辙分析流程 |
5.3 典型工况下车辙性能分析及评价指标选取 |
5.3.1 自由滚动工况下路面车辙分析 |
5.3.2 完全制动工况下路面车辙分析 |
5.3.3 车辙的力学分析评价指标选取 |
5.4 典型工况下多因素对沥青路面车辙的影响 |
5.4.1 典型工况下速度的影响 |
5.4.2 典型工况下大气环境温度的影响 |
5.4.3 典型工况下轮胎负载的影响 |
5.5 多因素重要性与显着性分析 |
5.6 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
(7)胶粉沥青路面足尺加载试验与数值仿真分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面结构设计方法 |
1.2.2 胶粉改性沥青研究现状 |
1.2.3 加速加载试验研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 沥青路面长期性能评价指标与基本理论 |
2.1 河北省沥青路面主要病害类型 |
2.1.1 病害分类 |
2.1.2 沥青路面病害统计 |
2.2 沥青路面长期性能评价方法 |
2.2.1 基于抗开裂性能的沥青路面上面层评价方法 |
2.2.2 基于抗车辙性能的沥青路面中面层评价方法 |
2.2.3 基于抗疲劳性能的沥青路面下面层评价方法 |
2.3 沥青路面结构性能基本理论 |
2.3.1 沥青路面抗开裂性能基本理论 |
2.3.2 沥青路面抗车辙性能基本理论 |
2.3.3 沥青路面抗疲劳性能基本理论 |
2.4 小结 |
第三章 河北省自然地理气候水文与路用材料需求分析 |
3.1 河北省自然地理概况 |
3.1.1 地理地貌 |
3.1.2 气候特点 |
3.1.3 水文条件 |
3.2 路用材料需求分析 |
3.2.1 沥青路面上面层抗开裂性能需求分析 |
3.2.2 沥青路面中面层抗车辙性能需求分析 |
3.2.3 沥青路面下面层抗疲劳性能需求分析 |
3.3 小结 |
第四章 胶粉沥青与沥青混合料试验研究 |
4.1 原材料技术指标 |
4.1.1 沥青 |
4.1.2 胶粉 |
4.1.3 集料 |
4.1.4 矿粉 |
4.1.5 改性剂 |
4.1.6 木质纤维 |
4.2 混合料配合比设计 |
4.2.1 SMA-13 沥青混合料配合比设计 |
4.2.2 ARHM-20 沥青混合料配合比设计 |
4.2.3 ATB-25 沥青混合料配合比设计 |
4.3 沥青混合料性能试验 |
4.3.1 上面层沥青混合料性能试验 |
4.3.2 中面层沥青混合料性能试验 |
4.3.3 下面层沥青混合料性能试验 |
4.4 小结 |
第五章 胶粉沥青路面结构加速加载试验方案设计 |
5.1 工程背景 |
5.2 试验路路面结构设计 |
5.2.1 材料层设计参数 |
5.2.2 试验路设计验算 |
5.3 试验路监测方案布设 |
5.3.1 传感器布设原则 |
5.3.2 传感器埋设 |
5.4 试验路加载方案设计 |
5.5 试验路铺设 |
5.5.1 试验路施工 |
5.5.2 试验路路面初始性能检测 |
5.6 小结 |
第六章 胶粉沥青试验路加载试验分析与数值仿真模拟 |
6.1 足尺加载试验数据分析 |
6.2 沥青路面结构模型建立 |
6.2.1 路面结构及材料参数 |
6.2.2 有限元模型的建立 |
6.2.3 有限元模型验证 |
6.3 数值仿真结果分析 |
6.3.1 不同沥青路面结构动力响应分析 |
6.3.2 不同轴载对胶粉沥青路面结构动力响应分析 |
6.3.3 不同车速对胶粉沥青路面结构动力响应分析 |
6.4 小结 |
第七章 主要研究结论及展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(8)动静荷载作用下沥青混合料及沥青路面黏弹性力学响应分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 问题的提出和研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 黏弹性力学理论在沥青混合料中的应用 |
1.2.2 ABAQUS有限元软件在沥青混合料中的应用 |
1.2.3 ABAQUS有限元软件在沥青路面数值分析中的应用 |
1.2.4 沥青路面结构力学响应研究现状 |
1.3 研究的主要内容及技术路线 |
1.3.1 本文的主要研究内容 |
1.3.2 本文研究的技术路线 |
第二章 基于旋转压实的沥青混合料配合比设计 |
2.1 沥青混合料设计方法及试验材料 |
2.1.1 沥青混合料设计方法 |
2.1.2 试验原材料 |
2.1.3 矿料级配 |
2.2 基于沥青体积法和膜厚度法的初始油石比计算 |
2.2.1 基于沥青体积法的初始油石比计算 |
2.2.2 基于沥青膜厚度的初始油石比计算 |
2.2.3 多种级配种类沥青混合料的初始油石比计算 |
2.3 沥青混合料最佳油石比的确定 |
2.3.1 油石比范围的确定 |
2.3.2 基于设计空隙率的最佳油石比的确定 |
2.3.3 基于功能特性的最佳油石比确定 |
2.4 沥青混合料最佳油石比路用性能分析 |
2.4.1 高温稳定性 |
2.4.2 低温抗裂性 |
2.4.3 常温抗拉、压能力 |
2.5 本章小结 |
第三章 静载作用下沥青混合料黏弹性力学响应分析 |
3.1 基于单轴压缩蠕变试验的沥青混合料黏弹性能参数获取 |
3.1.1 单轴压缩蠕变试验的实施 |
3.1.2 单轴压缩蠕变试验结果分析 |
3.1.3 基于Burgers 模型和修正Burgers 模型的蠕变特性拟合 |
3.1.4 四种沥青混合料黏弹特性对比分析 |
3.2 蠕变主曲线构建及Prony级数拟合分析 |
3.2.1 沥青混合料蠕变柔量主曲线族的获取 |
3.2.2 沥青混合料蠕变柔量主曲线族拟合分析 |
3.3 基于卷积积分的沥青混合料松弛模量获取 |
3.3.1 松弛模量计算理论 |
3.3.2 松弛模量主曲线族构建 |
3.3.3 基于二阶广义Maxwell模型和Scott-Blair模型的沥青混合料松弛特性拟合分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 动载作用下沥青混合料黏弹性力学响应分析 |
4.1 基于动态模量试验的沥青混合料动态黏弹性参数获取 |
4.1.1 动态模量试验的实施 |
4.1.2 动态模量试验结果分析 |
4.1.3 沥青混合料动态模量主曲线构建 |
4.2 基于本构模型的沥青混合料动态模量主曲线拟合分析 |
4.2.1 沥青混合料动态黏弹特性本构关系 |
4.2.2 沥青混合料动态模量拟合结果对比 |
4.2.3 级配对沥青复合料动态模量和相位角主曲线影响分析 |
4.3 基于动、静加载模式获取的沥青混合料松弛模量对比分析 |
4.3.1 基于动态模量的沥青混合料松弛模量获取方法 |
4.3.2 动、静加载条件沥青混合料松弛模量对比分析 |
4.3.3 两种加载模式获取松弛模量差异性评估 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于ABAQUS的沥青混合料动静荷载作用下的黏弹力学响应仿真分析 |
5.1 静载作用下沥青混合料黏弹性力学响应分析 |
5.1.1 静载作用下沥青混合料三维有限元建模 |
5.1.2 静载作用下沥青混合料黏弹性力学响应结果 |
5.1.3 数值仿真结果与试验结果对比分析 |
5.2 动载作用下沥青混合料黏弹性力学响应分析 |
5.2.1 动载作用下沥青混合料三维有限元建模 |
5.2.2 动载作用下沥青混合料黏弹性力学响应结果 |
5.2.3 数值仿真结果与试验结果对比分析 |
5.3 变温条件下沥青混合料黏弹性力学响应分析 |
5.3.1 变温条件沥青混合料仿真分析建模 |
5.3.2 变温条件下沥青混合料黏弹性力学响应分析 |
5.3.3 不同降温速率条件下沥青混合料黏弹性力学响应 |
5.4 本章小结 |
第六章 基于ABAQUS的沥青路面动静荷载作用下的黏弹性结构力学响应分析 |
6.1 静载作用下沥青路面黏弹性响应数值分析 |
6.1.1 静载作用下沥青路面建模过程 |
6.1.2 静载作用下沥青路面的弯拉应力响应 |
6.1.3 静载作用下沥青路面的弯沉分析 |
6.2 动载作用下沥青路面黏弹性力学响应分析 |
6.2.1 动载作用下沥青路面建模过程 |
6.2.2 移动荷载作用下不同级配沥青路面各结构层的黏弹力学响应 |
6.2.3 车辆行驶速度对沥青面层黏弹性力学响应的影响 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 本文的主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(9)中国路面工程学术研究综述·2020(论文提纲范文)
索引 |
0 引言(长沙理工大学郑健龙院士提供初稿) |
1智能环保路面技术 |
1.1 自净化路面技术(长沙理工大学金娇老师提供初稿) |
1.1.1 光催化技术 |
1.1.2 自清洁技术 |
1.1.3 其他自净化技术 |
1.1.4 自净化路面技术发展展望 |
1.2 凉爽路面技术(长沙理工大学金娇老师提供初稿) |
1.2.1 路面热反射技术 |
1.2.2 相变调温技术 |
1.2.3 其他路面调温技术 |
1.2.4 凉爽路面技术发展前景 |
1.3 自感知路面技术(长安大学蒋玮老师提供初稿) |
1.3.1 基于外部手段的感知技术 |
1.3.2 基于感知元件的感知技术 |
1.3.3 基于自感知功能材料的感知技术 |
1.3.4 自感知技术发展前景 |
1.4 主动除冰雪技术(哈尔滨工业大学徐慧宁老师提供初稿) |
1.4.1 自应力弹性铺装路面 |
1.4.2 低冰点路面 |
1.4.3 能量转化型路面 |
1.4.4 相变材料融冰雪路面 |
1.4.5 主动融冰雪路面研究前景 |
1.5 自供能路面技术(长安大学王朝辉老师提供初稿) |
1.5.1 道路压电能量采集技术 |
1.5.2 道路热电能量采集技术 |
1.5.3 光伏路面能量采集技术 |
1.5.4 路域能量采集技术发展前景 |
1.6 透水降噪路面技术(长安大学蒋玮老师提供初稿) |
1.6.1 透水降噪路面材料组成设计 |
1.6.2 路面材料性能与功能 |
1.6.3 路面功能衰变与恢复 |
1.6.4 透水降噪路面发展前景 |
2先进路面材料 |
2.1 自愈合路面材料(由长沙理工大学金娇老师提供初稿) |
2.1.1 基于诱导加热技术的自愈合路面材料 |
2.1.2 基于微胶囊技术的自愈合路面材料 |
2.1.3 其他自愈合路面材料 |
2.1.4 自愈合路面材料发展展望 |
2.2 聚氨酯混合料(德国亚琛工业大学刘鹏飞老师提供初稿) |
2.2.1 聚氨酯硬质混合料 |
2.2.2 聚氨酯弹性混合料 |
2.2.3 多孔聚氨酯混合料 |
2.2.4 聚氨酯桥面铺装材料 |
2.2.5 聚氨酯混合料的服役性能 |
2.2.6 聚氨酯混合料发展前景 |
2.3 纤维改性沥青(哈尔滨工业大学王大为老师提供初稿) |
2.3.1 碳纤维 |
2.3.2 玻璃纤维 |
2.3.3 玄武岩纤维 |
2.3.4 合成纤维和木质纤维 |
2.3.5 纤维改性沥青发展前景 |
2.4 多聚磷酸改性沥青(哈尔滨工业大学王大为老师提供初稿) |
2.4.1 多聚磷酸改性剂的制备与生产 |
2.4.2 多聚磷酸改性沥青性能 |
2.4.3 多聚磷酸改性沥青混合料性能 |
2.4.4 多聚磷酸改性沥青改性机理 |
2.4.5 多聚磷酸改性沥青与传统聚合物改性沥青对比分析 |
2.4.6 多聚磷酸改性沥青技术发展展望 |
2.5 高模量沥青混凝土(长安大学王朝辉老师、长沙理工大学吕松涛老师提供初稿) |
2.5.1 高模量沥青混凝土的制备 |
2.5.2 高模量沥青混凝土的性能 |
2.5.3 高模量沥青混凝土相关规范 |
2.5.4 高模量沥青混凝土发展前景 |
2.6 桥面铺装材料(长安大学王朝辉老师提供初稿) |
2.6.1 浇注式沥青混凝土 |
2.6.2 环氧沥青混凝土 |
2.6.3 桥面铺装材料发展前景 |
3先进施工技术 |
3.1 装配式路面(同济大学朱兴一老师提供初稿) |
3.1.1 装配式水泥混凝土铺面 |
3.1.2 地毯式柔性铺面 |
3.1.3 装配式路面发展前景 |
3.2 智能压实技术(东南大学马涛老师提供初稿) |
3.3 自动驾驶车道建设技术(同济大学朱兴一老师提供初稿) |
3.3.1 自动驾驶车道建设理念 |
3.3.2 自动驾驶车道建设要点 |
3.3.3 自动驾驶车道建设技术发展前景 |
3.4 大温差路面修筑技术(哈尔滨工业大学徐慧宁老师提供初稿) |
3.4.1 大温差作用下沥青路面性能劣化行为 |
3.4.2 大温差地区路面修筑技术要点 |
3.4.3 大温差地区路面设计控制 |
3.4.4 大温差地区路面修筑技术发展前景 |
4路面养护技术 |
4.1 路面三维检测技术(北京航空航天大学李峰老师提供初稿) |
4.1.1 路面三维检测用于病害识别 |
4.1.2 路面三维检测用于表面构造分析 |
4.1.3 路面三维检测技术的发展前景 |
4.2 人工智能与大数据的智能养护(北京工业大学侯越老师提供初稿) |
4.3 功能性/高性能预防性养护技术(北京航空航天大学李峰老师提供初稿) |
4.3.1 裂缝处治 |
4.3.2 雾封层 |
4.3.3 稀浆封层和微表处 |
4.3.4 碎石封层和纤维封层 |
4.3.5 薄层罩面和超薄罩面 |
4.3.6 预防性养护技术发展趋势 |
4.4 超薄磨耗层技术(华南理工大学于华洋老师提供初稿) |
4.4.1 国内外超薄磨耗层发展历史 |
4.4.2 国内外常见超薄磨耗层技术简介 |
4.4.3 超薄磨耗层材料与级配设计 |
4.4.4 存在问题及发展趋势 |
5路面结构与力学性能 |
5.1 基于数值仿真方法的路面结构力学分析(德国亚琛工业大学刘鹏飞老师提供初稿) |
5.1.1 基于有限元法的路面结构分析研究现状 |
5.1.2 基于离散元法的路面结构分析研究现状 |
5.1.3 未来展望 |
5.2 路面多尺度力学试验与仿真(浙江大学罗雪老师提供初稿) |
5.2.1 基于纳微观分子动力学模拟的多尺度试验与仿真研究 |
5.2.2 基于细微观结构观测的多尺度试验与仿真研究 |
5.2.3 未来展望 |
5.3 微观力学分析(浙江大学罗雪老师提供初稿) |
5.3.1 分析微观力学模型 |
5.3.2 数值微观力学模型 |
5.3.3 未来展望 |
5.4 长寿命路面结构(长沙理工大学吕松涛老师提供初稿) |
6固废综合利用技术 |
6.1 工业废渣(武汉理工大学肖月老师提供初稿) |
6.1.1 钢渣再利用 |
6.1.2 其他工业废渣 |
6.1.3 粉煤灰再利用 |
6.2 建筑垃圾(武汉理工大学肖月老师提供初稿) |
6.2.1 建筑固废再生骨料 |
6.2.2 建筑固废再生微粉 |
6.3 生物油沥青(长安大学张久鹏老师提供初稿) |
6.3.1 生物沥青制备工艺 |
6.3.2 生物沥青改性机理 |
6.3.3 生物沥青抗老化性能 |
6.3.4 生物沥青再生性能 |
6.3.5 生物沥青其他应用 |
6.3.6 生物沥青发展前景 |
6.4 废轮胎 |
6.4.1 大掺量胶粉改性技术(东南大学马涛老师提供初稿) |
6.4.2 SBS/胶粉复合高黏高弹改性技术(华南理工大学于华洋老师提供初稿) |
6.4.3 温拌橡胶沥青(华南理工大学于华洋老师提供初稿) |
7路面再生技术 |
7.1 热再生技术(北京工业大学郭猛老师提供初稿) |
7.1.1 高RAP掺量再生沥青混合料 |
7.1.2 温拌再生技术 |
7.1.3 再生沥青混合料的洁净化技术 |
7.1.4 热再生技术未来展望 |
7.2 高性能冷再生技术(东南大学马涛老师提供初稿) |
7.2.1 强度机理研究 |
7.2.2 路用性能研究 |
7.2.3 微细观结构研究 |
7.2.4 发展前景 |
(10)多因素耦合动态孔隙水压力对沥青路面破坏的影响研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 研究现状分析 |
2.1 动水压力环境引起沥青路面破坏的机理分析 |
2.1.1 宏观尺度机理 |
2.1.2 微观尺度机理 |
2.2 动水压力环境对沥青路面结构动态响应影响的研究现状 |
2.2.1 基于数值模拟的相关研究现状 |
2.2.2 基于传感器监测的相关研究现状 |
2.3 动水压力环境对道路沥青材料服役性能影响的研究现状 |
2.3.1 传统评价水损害的试验方法 |
2.3.2 考虑动水压力环境评价水损害的试验方法 |
2.3.3 动水压力环境引起水损害的多尺度试验研究现状 |
2.4 当前动水压力相关研究存在的局限与不足 |
2.5 本文拟解决的关键科学问题、研究内容及技术路线 |
2.5.1 拟解决的关键科学问题 |
2.5.2 主要研究内容 |
2.5.3 技术路线 |
3 动水压力环境影响沥青路面结构动态响应的数值模拟研究 |
3.1 理论基础 |
3.2 有限元模型的建立 |
3.2.1 沥青路面结构与材料参数 |
3.2.2 边界条件与加载模型 |
3.3 模拟动态响应指标的时程变化特性分析 |
3.4 模拟动态响应指标的幅值随车速、车载变化规律 |
3.5 模拟动态响应指标的空间分布规律 |
3.5.1 竖向分布 |
3.5.2 横向分布 |
3.6 有限元模型的验证 |
3.7 本章小结 |
4 动水压力环境影响沥青路面结构动态响应的现场试验研究 |
4.1 基于足尺加速加载的沥青路面结构动态响应监测现场试验 |
4.1.1 足尺加速加载试验系统介绍 |
4.1.2 现场试验段准备 |
4.1.3 现场试验方案 |
4.1.4 监测信号处理 |
4.2 现场试验数据分析 |
4.2.1 应力、应变指标随加载参数变化规律 |
4.2.2 前、后轴车轮产生动水压力对比分析 |
4.3 饱水沥青路面结构产生动水压力信号的横向场域分布特征 |
4.4 饱水沥青路面结构产生动水压力的预测模型 |
4.5 本章小结 |
5 动水压力环境对沥青混合料力学性能的影响研究 |
5.1 水环境模拟试验方法及沥青材料情况 |
5.1.1 水环境模拟试验方法 |
5.1.2 试验用原材料基本性能 |
5.2 力学强度 |
5.3 高温稳定性 |
5.3.1 试验设计 |
5.3.2 试验及分析方法 |
5.3.3 试验结果及分析 |
5.4 低温抗裂性 |
5.4.1 试验设计 |
5.4.2 试验及分析方法 |
5.4.3 试验结果及分析 |
5.5 本章小结 |
6 动水压力环境造成道路沥青材料失效的机理研究 |
6.1 沥青混合料的组分敏感性 |
6.1.1 试验设计 |
6.1.2 试验及分析方法 |
6.1.3 试验结果及分析 |
6.2 沥青的表面能参数变化 |
6.2.1 试验设计 |
6.2.2 试验及分析方法 |
6.2.3 试验结果及分析 |
6.3 沥青的官能团和化学键变化 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
附录A 基于Matlab获取现场监测信号特征点的程序 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
四、轮胎在超载下对沥青路面的破坏与橡胶改性沥青(论文参考文献)
- [1]基于贯入剪切疲劳试验的沥青混合料耐久性评价[D]. 郭昱涛. 北京建筑大学, 2021(01)
- [2]基—面层间胶粉改性沥青粘结层黏附特性分析[D]. 王之毓. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [3]开普封层材料组成优化与层间黏结性能研究[D]. 张成雪. 西安科技大学, 2021(02)
- [4]沥青路面层间不完全连续状态下的抗剪切性能评价分析[D]. 李佳昊. 北京建筑大学, 2021(01)
- [5]内蒙古寒冷地区沥青路面胶粉改性沥青碎石粘结层粘结特性研究[D]. 殷丹丹. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [6]复杂重荷载作用下沥青路面结构力学行为研究[D]. 郭敏锐. 武汉科技大学, 2021(01)
- [7]胶粉沥青路面足尺加载试验与数值仿真分析[D]. 刘鑫磊. 河北大学, 2021(09)
- [8]动静荷载作用下沥青混合料及沥青路面黏弹性力学响应分析[D]. 李赫. 吉林大学, 2021(01)
- [9]中国路面工程学术研究综述·2020[J]. 于华洋,马涛,王大为,王朝辉,吕松涛,朱兴一,刘鹏飞,李峰,肖月,张久鹏,罗雪,金娇,郑健龙,侯越,徐慧宁,郭猛,蒋玮. 中国公路学报, 2020(10)
- [10]多因素耦合动态孔隙水压力对沥青路面破坏的影响研究[D]. 王文涛. 北京科技大学, 2020(01)