一、沥青混合料预估物理参数的新方法(论文文献综述)
郭敏锐[1](2021)在《复杂重荷载作用下沥青路面结构力学行为研究》文中研究指明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。
张乃计[2](2021)在《车载和温度综合作用下沥青路面疲劳寿命研究》文中研究指明沥青混凝土路面直接暴露在自然环境中,承受着各种车辆荷载的反复作用。长期使用实践显示:沥青路面结构承载能力、使用性能受沥青路面温度状况较大的影响。车辆荷载对路面作用时间与汽车行驶速度有直接关系,随着车速增加,路面承受荷载的时间减少。虽然车轮行驶通过路面作用时间短,但在路面结构整个寿命周期内,累计作用时间是非常长的。周期性变化的路面结构温度应力和行车荷载的耦合作用,造成路面疲劳损伤破坏。研究从沥青路面结构实际受荷状况出发,考虑行车荷载与环境温度影响,建立与气象要素相关的沥青路面温度场数值计算模型,对路面结构不同深度处的温度进行了分析,结合云南省温度分区,以5℃为温度间隔,得到了云南省沥青路面温度分布。在12个温度区间中,一年的时间里,能引起沥青混合料性能恶化的温度时长只有不到9天,约72%时间里沥青路面温度处于10~35℃的温度区间里。根据高速公路车型分类方法,收集了云南省部分高速公路交通量资料,在实地调查的基础上,分析了云南省三个不同典型区域交通特征的高速公路轴载出现频率,以单轴双轮组车载类型为基准,加权得到云南省20类轴载所占比例,得到了代表不同轴载特征的高速公路轴载谱。研究了层间黏结随路面结构温度变化规律,层间黏结性能受温度影响显着,60℃的黏结性只有20℃的9%,得到了层间黏结随温度变化的表征方程。在不同温度条件下(10、20、30℃),采用四种应力比(0.5、0.4、0.3、0.2)水平,采用间接拉伸试验方法,对SMA-13、AC-20、AC-25三种沥青混合料进行疲劳试验,分析了沥青路面疲劳破坏规律,得到三种典型沥青混合料的疲劳破坏方程。借助ABAQUS有限元分析软件,分析了沥青路面结构在不同温度条件、不同轴载等级水平下力学响应分布规律。随着一天中外界气温的变化,道路结构温度应力均有所变化,路面层温度应力经历了一个由低到高向由高到低的转变,路表层温度应力变化最大,增长了3.69倍。考虑层间黏结变化,在温度和行车荷载耦合作用下,道路结构温度应力状态发生着变化,经历了从受压到受拉的转变,面层底部应力始终处于应力峰值,比单纯荷载作用下应力值高出30%以上基于疲劳累积损伤原理,对不同轴载等级、温度区间下的沥青路面疲劳作用次数进行了计算,得到不同温度分区的沥青路面疲劳寿命。结果显示:云南省不同区域沥青路面疲劳寿命相差较大,有3个区域沥青路面预估使用总寿命大于设计使用年限,滇西南夏炎热冬温区的沥青路面疲劳寿命只有夏凉冬寒区的60%左右。层间黏结状态对沥青路面疲劳寿命影响显着,层间黏结从完全连续到完全光滑,云南省各温度区沥青路面结构疲劳寿命均出现大幅度的折减,平均折减率达到81.07%,最大折减出现在滇西南夏炎热冬温区,疲劳寿命由完全连续时12.03年减少到完全光滑的1.33年。研究通过还原沥青混凝土路面实际受载状况,综合采用理论研究与数值模拟分析、现场调查与交通量数据统计分析、室内试验与有限元仿真相结合的方法,得到了沥青路面在不同温度区间、不同轴载分布下的疲劳行为,通过疲劳累积损伤指标计算,较为准确地预估沥青路面疲劳寿命,能有效提高沥青路面结构设计的准确度,为道路沥青路面养护决策提供依据。
华尔单[3](2020)在《基于离散元模拟的典型沥青混合料动态模量预估模型研究》文中研究表明现行《公路沥青路面设计规范》中提出将动态模量作为其沥青路面结构设计参数,其设计水平二取值可采用经验预估模型进行取值。但是由于沥青混合料所使用沥青或者级配类型具有一定的地域特性,规范水平二中的半经验预估模型对沥青种类提出了适用于道路石油沥青和常规级配的沥青混合料的前提条件,因此该模型在吉林省的实际适用性有待评价。因此提出一种参数测定简单,且具有针对地域特征的用于指导沥青路面设计的动态模量预估模型,具有较大的研究价值。由此,本研究基于离散元数值模拟,建立虚拟动态模量测试方法,以此提出适用于吉林省的沥青混合料动态模量预估模型。首先针对吉林省典型沥青路面上中下面层常用的3种级配类型沥青混合料,在不同温度和频率试验条件下,测定混合料的动态模量与相位角,通过最小二乘法拟合,基于sigmoidal模型,建立了各个试验温度下的混合料动态模量主曲线,并,并对混合料的粘弹性力学特性进行了分析。以动态模量数据集合为基础,计算并提出了后续离散元模拟所需要的接触模型细观参数。进而,考虑沥青混合料由粗集料、沥青砂浆及空隙三相混合构成的特点,采用MATLAB、Fish语言相结合的方式生成了具有不规则形状的粗集料,按级配投放生成骨架结构,在骨架结构间隙生成沥青砂浆及空隙,从而建立沥青混合料的离散元几何模型,并赋予模型组成单元可真实反映其力学行为的材料参数及接触模型。通过对沥青混合料及沥青砂浆开展的试验结果分析,建立了沥青混合料宏观试验参数与离散元细观参数之间的转换方法,以此确定了不同混合料各组成成分的细观力学参数。最后,采用上述建模方法,构建了沥青混合料离散元虚拟试件模型,通过伺服加载的方式进行了沥青混合料动态模量虚拟试验,以动模量室内试验结果验证了虚拟试验的有效性与合理性。由此,进行了多影响因素的动态模量虚拟试验,分析了沥青混合料动态模量和多影响因素的相互关系。由此,结合现有动态模量预估模型对吉林省沥青混合料适用性分析,基于虚拟试验结果,通过多因素回归分析,建立了吉林省典型沥青混合料动态模量预估模型。
陈振鸿[4](2020)在《复合混凝土黏弹特性的试验研究及其离散元模拟》文中研究指明路面材料力学特性与路用性能需求相匹配一直是路面材料设计的目标之一,然而由于现有主要路面材料——沥青混合料和水泥混凝土各自力学特性的局限,导致路面的高、低温性能难以同时兼顾。复合混凝土是一种在大空隙基体沥青混合料中灌注水泥浆料从而具有刚柔并济的力学性能的路面材料,已有的研究仅关注于其各项路用性能的优劣,未能深入认识其真实力学性能,从而导致其应用具有局限性。而黏弹特性正是该材料的力学本质属性,为此进行复合混凝土在多因素影响下的黏弹特性变化规律研究,并揭示其材料内部细观受力机制有利于明确其材料力学特点,从而指导其材料应用,故开展如下研究工作。首先,进行复合混凝土组成设计研究,获得目标类型复合混凝土材料。通过测定矿料、沥青和水泥浆料等原材料的技术指标,利用“改进体积法”完成目标空隙率基体沥青混合料的设计,并实测证明该方法满足设计需求。然后采用四步灌浆工艺成型复合混凝土材料并测定其密度、劈裂强度和抗压强度等基本物理力学参数,结果表明其材料基本力学性能可满足路面材料的一般设计要求。其次,根据复合混凝土的组成结构特点,分别研究基体沥青混合料空隙率、沥青结合料类型对其黏弹性能的影响规律,明确其宏观力学特性。采用动态模量试验、弯曲蠕变试验和单轴压缩蠕变试验研究其各状态下的黏弹性能变化特点,结果表明:复合混凝土的黏弹性能与其“刚柔比”的大小关系密切。在低温时,VV=25%的复合混凝土黏性特征最显着,随着温度的升高,三种空隙率下的黏弹性能基本相当,在高温条件下,复合混凝土的黏性特征随空隙率的增大而减小,综合论证了25%空隙率复合混凝土同时具有较优的高、低温路用性能;同时,沥青结合料类型对复合混凝土黏弹性能影响显着。相比于SBS改性沥青,高黏沥青复合混凝土在各状态下的黏弹力学性能可以更好地适应路用性能需求,故在进行复合混凝土材料设计时,应尽可能选择高黏沥青为结合料。然后,基于线黏弹性理论,分析选定复合混凝土的适用本构模型,定量描述其黏弹性力学行为。通过分析沥青混合料现有本构模型的适用性,分别采用修正Burgers模型、三单元Kelvin模型进行复合混凝土蠕变曲线拟合分析,结果表明两者均能很好地表征复合混凝土材料的黏弹性能特点,综合拟合精度与参数求解的便利性,最终选择修正Burgers模型为其本构模型,并得到基体沥青混合料空隙率对其黏弹参数的影响规律。分析结果表明:低温短时下三种空隙率复合混凝土的黏弹性能均较好满足路用需求;低温长时下28%空隙率复合混凝土性能较优;高温短时下25%空隙率复合混凝土性能较优;高温长时下25%、28%空隙率复合混凝土性能均较优。最后,基于离散元理论,运用PFC3D软件建立复合混凝土离散元模型,进行其动态模量试验与单轴压缩蠕变试验的数值模拟研究,揭示材料的细观力学构成及受力演变过程。根据胶浆理论,将复合混凝土模型离散化为水泥石、粗集料和沥青胶浆三部分,基于随机投放法生成其相应颗粒并根据试验结果进行调整;通过分析PFC3D各类接触模型的特点为单元间指定接触类型,并采用材料性能标定方法得到各接触类型细观参数,完成模型的建立;然后进行数值模拟试验研究,结果表明:在细观层面,复合混凝土材料内部各组成单元均承受压应力作用,其中大部分由集料间的相互接触所承担,而拉应力主要由沥青砂浆内部接触、水泥石内部接触及沥青砂浆与集料之间接触所承担。同时得到随着浆料灌注率的提高,复合混凝土材料的动态模量值不断增长,而相位角相差不大,证明了水泥浆料灌注率对复合混凝土黏弹性能影响较小。当承受恒定静载作用时,复合混凝土材料的内部受力大小为:集料间>水泥石间>沥青砂浆与集料间>水泥石与集料间>水泥石与沥青砂浆间>沥青砂浆间。同时,随着蠕变过程的推移,集料间的接触力略有增长;水泥石内部接触力、沥青砂浆与集料之间接触力和水泥石与集料之间接触力略有减小;而沥青砂浆内部接触力和水泥石与沥青砂浆之间接触力则减小较快。通过以上研究,明确复合混凝土材料的黏弹性能变化规律,获得适用于其黏弹性能描述本构模型,并揭示其黏弹性能的细观构成机理,从而为复合混凝土的材料与结构设计提供科学指导意义。
虞仲琪[5](2019)在《热阻式环氧沥青混合料路用性能及隔热性能研究》文中提出为了解决冻土地区道路的病害问题,本文采用热阻集料作为混合料集料,以此降低路面的热导率,阻止热量向路基传递,达到降低路面内部的温度的目的。但是常规性的热阻沥青混合料受路用性能和热阻性能限制,本文将选用热固性环氧沥青材料替换常规性的热塑性沥青材料,并对热阻环氧沥青混合料的各项性能开展研究。首先,本文选择陶粒集料作为热阻集料,开展掺加陶粒的环氧沥青混合料的体积参数、高温性能、低温性能、抗水损性能的研究,并选择SBS改性沥青混合料进行各项性能的比较;其次,考察不同击实功对陶粒环氧沥青混合料的级配变化和路用性能的影响规律;第三,开展室内等效热辐射试验和热物性试验,评价陶粒环氧沥青混合料的热阻性能;最后,以陶粒环氧沥青混合料为面层材料,设计热阻环氧沥青隔热层,并对热阻环氧沥青隔热层结构进行数值模拟,验证其热阻性能的有效性。主要研究结论如下:(1)随着陶粒掺入比例的上升,环氧沥青混合料的动稳定度、残留稳定度和TSR逐渐减小,环氧沥青混合料的弯拉强度和弯拉应变也因陶粒的掺入而逐渐降低,但是均满足规范要求。而作为对比,热塑性SBS改性沥青混合料的各项路用性能均呈现下降趋势,并且在掺量达到63%时,马歇尔稳定度及动稳定度不能满足规范要求。(2)随着击实次数的增加,混合料的级配呈现粗集料减少而细集料增多的趋势;由路用性能来看,随着陶粒掺入比例的上升,50次击实工艺下的陶粒环氧沥青混合料(以下简称EA-50)的动稳定度高于75次击实工艺下的陶粒环氧沥青混合料(以下简称EA-75),而EA-50的水稳定性与低温性能与EA-75差异不大。(3)在相同的光照强度和光照时间下,陶粒环氧沥青混合料试样的上表面温度随陶粒掺入比例的上升而逐渐升高,而该试样下表面的温度上升幅度明显降低,由此计算上下面温差也随陶粒掺入比例的上升而增大,表明陶粒环氧沥青混合料隔热层能够明显减少热量进入面层,具有降温隔热效果;随着陶粒掺入比例由0%增加至63%,陶粒环氧沥青混合料的导热系数与热扩散率不断降低,而热容量不断增大。但是陶粒集料掺量越高,陶粒环氧沥青混合料的导热系数与热扩散率的降幅以及热容量的增幅都明显放缓。(4)通过建立热阻环氧沥青隔热层面层结构有限元模型,计算结果表明:对于路基顶的温度,与对照组沥青路面结构相比,隔热层结构暖季日平均温度降低了3.88℃,而冷季日平均气温降低了1.42℃,年较差降低了2.46℃;对于路表温度,隔热层结构在正午的路表温度高于对照组结构,最高路表温差达4.6℃;对于热流密度,隔热层结构在暖季的热流密度最大降低了45.6%(2cm)、68.4%(9cm),而冷季的热流密度最大降低了49.2%(2cm)、68.4%(9cm)。表明热阻环氧沥青隔热层结构能有效减少热量进入路面结构,降低路基温度,降低热流密度,进而保护路面结构下冻土的热稳定性。
赵文龙[6](2018)在《公交站/交叉口路段沥青路面车辙形成机理的研究》文中研究表明道路车辙是沥青路面的最常见病害之一,严重的车辙病害大大降低道路的通行质量,缩短道路的使用寿命。本文通过对某市主要交通干线沥青路面车辙的调查,发现公交站和道路交叉口路段的车辙病害较一般路段严重。在城市道路中,公交站及交叉口路段的车辆反复刹车制动,这使公交站和交叉口处的路面承受比其他路段更为复杂的荷载效应。因此,为了探究公交站和交叉口路段车辙的形成机理,本文从刹车制动的荷载特点着手,对不同的制动荷载情形进行有限元车辙计算。首先,对公交站和交叉口的车辙实测数据进行统计整理,分析车辙的分布规律,及车辙与交通特点的关系。其次,选取本构关系和确定材料参数、温度参数、荷载参数,建立ABAQUS有限元模型。其中,通过试验和查阅相关资料确定沥青混合料的蠕变参数、弹性参数、热学参数等材料参数;统计和整理本市一年的气温变化数据,作为温度参数;统计研究断面一年的交通量,以及对车辆荷载进行等效和简化,得出荷载作用时间、水平荷载和竖直荷载的荷载参数。最后,分别对加速度为0m/s2、-2m/s2、-4m/s2三个工况进行车辙有限元计算,并计算不同荷载参数、不同温度、不同结构深度和不同时段的车辙生成量,通过对比分析,探究各因素对车辙的影响。通过计算分析得出了相应结论:调查发现,离公交站或交叉口越近车辙变形越大,反之越小,对于交叉口,直行车道车辙大于左转车道,左转车道车辙大于右转车道;刹车制动时,速度减小使荷载作用时间变长,荷载作用时间较长是公交站或交叉口路段车辙严重的主要原因,刹车的水平荷载对车辙的影响较小;温度越高,车辙形成速率越快,公交站或交叉口路段的车辙大多出现在高温季节;路面结构的中间深度产生的车辙变形量最大;车辙变形符合“时间硬化”规律等。
唐羽[7](2018)在《基-面层间界面形态对沥青路面力学性能影响研究》文中进行了进一步梳理现行的路面结构设计理论将沥青路面各个结构层之间假定为完全连续接触,并且忽略层与层之间接触界面的厚度。然而,工程实际中,路面各结构层之间的接触界面真实存在,并且由于材料或施工等因素的影响,界面形态也是多种多样的。界面具有复杂的空间结构,影响着两层材料之间的嵌挤力与结合力。因此,研究界面形态是为了有效地减少沥青路面层间滑移破坏和反射裂缝,对提高路面的使用性能和服务性能有着重要意义。本文的研究对象是半刚性基层沥青混凝土路面。从半刚性基层与沥青面层之间的层间界面形态着手,利用分形理论和三维成像技术,对半刚性基层和沥青面层之间的层间界面形态进行三维重构,并将计算得到的分形维数作为表征基-面层间界面形态的指标,在此基础上研究基-面层间界面形态对沥青路面力学性能的影响。具体研究内容如下:(1)采用三维成像技术和应用分形理论,对半刚性基层沥青路面基-面层之间的三种不同基-面层间界面形态进行三维重构。然后使用改进立方体覆盖法计算,得到三种不同基-面层间界面形态的分形维数,并用该分形维数来表征沥青路面基-面层间界面形态。(2)将半刚性基层沥青路面结构成型成各种尺寸的试件,分别进行剪切试验、拉拔试验、劈裂试验、和弯拉试验等强度试验,并结合表征沥青路面基-面层间界面形态的分形维数,探索层间界面形态对层间力学强度的影响。(3)借助数字图像处理技术,将一个半刚性基层沥青路面结构的小梁试件截面生成二维离散元模型。为避免集料大小、形状、位置和颗粒间微观参数影响模型的受力状态,更好地分析比较层间界面形态对力学响应的影响,将二维离散元模型的基-面层间界面形态随机分成五种,其他参数均保持不变,分别求得这五种层间界面形态的分形维数。然后,对离散元模型施加荷载和约束,求解得出模型在不同层间界面形态下的力学响应,由此得出沥青路面基-面层间界面形态对力学响应影响。(4)以弯拉试验结果为基础,对半刚性基层沥青路面结构的小梁试件进行应力水平分别为0.4、0.5、0.6的三点弯曲疲劳试验,研究基-面层间界面形态对疲劳开裂的影响。同时,对二维离散元模型进行三点弯曲虚拟疲劳试验,并将虚拟试验结果与室内试验结果相对比。研究表明:三点弯曲疲劳试验能够很好地模拟半刚性基层沥青路面的疲劳过程以及裂纹的产生和扩展,真实地反映疲劳试验结果。虚拟试验与室内试验结果相差不大,说明虚拟试验的合理性和可行性,从细观角度揭示了半刚性基层沥青路面疲劳开裂机制。(5)以室内疲劳试验为基础,首次提出将表征基-面层间界面形态的分形维数作为疲劳寿命的影响因素,并考虑到应力、温度和龄期等影响因素,建立半刚性基层沥青路面的疲劳预估模型。
李云龙[8](2018)在《沥青路面热物性参数演化及其对冻土地基温度场影响机理研究》文中指出道路材料热物性参数为道路温度场研究的重要参数,道路材料面层、基层、底基层的不同材料热物性参数值因材料种类、测试方法不同差异性较大,且现阶段国内外学者对沥青混合料热物性试验方法不尽相同,导致热物性参数取值变化较大,尚未有统一的热物性参数取值界定方法。通过收集对比已有试验数据,对热物性参数及影响因素进行分类比较,为模拟更接近实际的道路温度场准确选取沥青混合料热物性参数提供借鉴。首先通过对国内外对道路结构材料热物性参数的试验进行研究,查阅国内外沥青混合料、无机结合料、粒料、土基热物性试验及相变潜热参数,对道路材料热物性参数以不同类型的材料种类、空隙率、温度、含水率、试验条件等进行分类分析,分析出在不同条件下各类材料的热物性参数分布规律及影响因素。然后依据青藏高原部分公路沥青路面铺筑后温度场实测数据及四川成安渝高速现场实测数据,通过对道路温度场有限元公式理论推导,构建二维道路有限元模型,将实测环境参数与热物性参数输入模型计算并将计算结果与实测数据对比验证温度场模型的合理性。其次将温度场理论分析与路面结构材料设计相结合,通过对国内外关于沥青路面材料热物性参数进行研究,在综合分析基础上充分借鉴国内外关于沥青路面材料热物性参数的研究成果,对不同种类的道路材料主要热物性参数进行归纳及对比分析并进行敏感性分析,结果表明各结构层热物性参数的敏感性大小及外部环境的敏感性,其中在面层吸收率敏感性最高,导热系数的敏感性较低,而在基层敏感性较高,因此为了减少对冻土的扰动可以依次从面层材料的吸收率,基层材料的导热系数选取合适的热物性参数值。最后采用ABAQUS限元分析软件,输入实测环境参数对冻土地区道路温度场分析数值模型进行路基路面温度场分析,研究在不同结构路基内部温度场分布及在多参数条件下采用固定部分参数值方法确定单因素条件下的温度场变化规律,得出冻土地区温度场的时空分布及热物性参数合理取值范围与道路结构;研究不同路基填筑高度对多年冻土地区路基顶面温度的影响规律,提出合理的冻土路基道路填筑高度。
陈东[9](2017)在《不同应力状态下沥青混合料疲劳特性的归一化》文中认为国内外众多科研人员主要基于拉伸、压缩、弯曲及间接拉伸等室内疲劳试验,对沥青混合料的疲劳性能进行了深入的研究,由于室内疲劳试验的受力模式、试件形状及尺寸不一,疲劳试验结果表现出较大的差异性,甚至是量级上的差别,导致无法对不同试验方法所得的沥青混合料疲劳性能进行科学评价。因此,本文开展了直接拉伸、单轴压缩及间接拉伸三种不同应力状态下沥青混合料疲劳试验,对比分析了基于S-N疲劳方程的不同应力状态下疲劳试验结果,研究发现传统S-N疲劳方程并不能消除应力状态、试件形状及尺寸的影响,继而开发了一种基于屈服准则思想的疲劳特性分析新方法,达到了对不同应力状态下沥青混合料疲劳特性进行归一化的目的,实现了不同疲劳试验方法试验结果的统一,为实现从材料疲劳到结构疲劳的科学转化提供了理论、方法与技术依据。从损伤力学的基本理论出发,定义模量的衰减为疲劳损伤变量,由此推导得到刚度衰变方程。通过对试验数据进行拟合,不同应力状态下的试验结果均呈现出很好的相关性,据此建立了不同应力状态下沥青混合料刚度衰变方程,同时对比了不同应力状态下沥青混合料疲劳过程中的模量衰变规律。基于二维应力状态下的胡克定律,推导出了间接拉伸加载模式下的拉、压双模量计算公式,研究发现,间接拉伸疲劳试验中的拉伸与压缩模量衰变规律也存在着较大的差异性,且间接拉伸-拉伸模量衰变规律与直接拉伸、间接拉伸相似,间接拉伸-压缩模量衰变规律与单轴压缩相似。表明了沥青混合料疲劳过程中拉、压模量衰变规律存在着较大的差异,但不同受力模式下的拉伸模量衰变规律存在着相似性,压缩模量衰变规律亦是如此。研究成果对完善我国现行沥青路面设计规范中的荷载效应分析与路面结构疲劳强度抗力模型计算具有重要的理论意义和工程应用价值,对于推进沥青路面设计方法的发展、提高沥青路面的设计精度、延长其使用寿命将起到基础的、积极的作用。
赵毅[10](2017)在《全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估研究》文中进行了进一步梳理沥青路面的永久变形问题一直是国内外研究的关键难题之一。鉴于我国高速公路普遍采用半刚性基层沥青路面结构,导致沥青路面永久变形主要集中于面层结构。沥青层的永久变形成为沥青路面的主要病害之一。现行分析沥青路面永久变形时,主要集中研究高温阶段,对中低温阶段的永久变形研究相对较少,且往往忽略路面结构不同层位间的温度差异和路面全年温度分布频率特征。为了更加准确、科学合理的进行沥青路面永久变形的预估,本文从全温域的角度出发,综合考虑环境温度和交通荷载两大主要外界影响因素,以流变学理论和叠加原理为基础,通过工程调研、室内试验、理论分析和数值计算等综合研究手段,分析得出了全温域条件下沥青路面沥青层永久变形的叠加规律,提出了一种较为系统的沥青层永久变形预估方法。主要研究成果及结论概括如下:(1)通过对重庆市、江西省、云南省6条高速公路沥青路面车辙的调查及统计分析,总结了高速公路沥青路面的车辙特征和成因,并以5mm作为间隔将车辙深度分成四个区间进行车辙深度频谱分析,更为准确地评价沥青路面的车辙破坏程度。同时,提出了采用概率测算法计算路面全长车辙平均深度作为现场实测值,为沥青路面永久变形预估及模型修正提供数据支撑。(2)以重庆市、江西省赣中地区、云南省三个地区的沥青路面作为研究对象,以距离路表1cm处的温度作为路表代表温度,以5℃作为间隔温度划分温度区间,通过实测及模型计算得到全温域温度分布控制指标,即沥青路面全年温度分布频率和沥青层沿深度的温度分布曲线。同时,构建了沥青路面结构温度T、路表代表温度T0和路面结构层深度h的高速公路沥青路面沥青层温度分布预估模型,实现了温度对沥青路面永久变形影响的全覆盖研究。(3)通过对江西省、云南省多条高速公路交通荷载特性资料搜集以及实地轴载调查,提出高速公路的典型轮轴类型和轮轴组合形式以及横向分布特性;通过汇总车型比例、各代表车型轴载等级分布频率,计算得到江西省、云南省多条高速公路单轴双轮组、双联轴双轮组以及三联轴双轮组轴载分布图,并换算轴数后最终获得高速公路沥青路面单轴双轮组轴载分布图,为后续研究提供交通轴载分布的数据支撑。(4)根据三轴重复荷载永久变形试验,得到了 AC-13、AC-16、AC-20、AC-25、SMA-13、ATB-30六种沥青混合料不同温度及不同偏应力时荷载作用次数与永久应变的关系曲线,系统研究了低、中、高温不同阶段的永久变形规律。以流变学理论为基础,基于修正Burgers模型得出了重复荷载作用下沥青混合料的黏弹性力学模型,并进行了参数拟合,效果良好。开展了沥青混合料黏弹性力学模型通用性和修正研究,即构建了温度、偏应力与力学模型参数的关系方程和确定了不同温度区间的平均修正系数,可求解任意温度和任意偏应力条件下不同荷载作用次数的沥青混合料永久应变。同时,开展了沥青混合料的动态模量试验,系统分析了温度和加载频率对动态模量的影响,建立了六种典型沥青混合料的动态模量主曲线。(5)提出了全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估方法。通过建模计算分析了典型路面结构偏应力的分布规律,给出了行车速度、基层模量、基层厚度、面层厚度变化时,其偏应力变化系数;建立了不同温度区间的沥青层偏应力分布预估模型。通过引入分区分级分层的思想,即温度分区、轴载分级、路面分层的思想,基于反算累积叠加荷载作用次数永久应变计算方法,提出了全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估修正模型,其理论修正系数取值为1.93,温度修正系数取值为1.06(20℃以下温度分布可忽略),为全面、准确地预估沥青路面永久变形提供了一种新方法。(6)提出了基于全温域温度分布的沥青路面永久变形预估简化模型,即建立了沥青路面温度区间内的平均永久变形量与荷载作用次数关系方程和永久变形与温度区间内的平均永久变形量、温度分布频率的关系方程,为全温域条件下沥青路面永久变形快速预估提供了一种新方式。
二、沥青混合料预估物理参数的新方法(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、沥青混合料预估物理参数的新方法(论文提纲范文)
(1)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 |
(2)车载和温度综合作用下沥青路面疲劳寿命研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面疲劳性能研究 |
1.2.2 沥青路面疲劳损伤分析与计算 |
1.2.3 层间黏结对沥青路面结构影响分析研究 |
1.3 需要进一步研究的内容 |
1.4 研究主要内容 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究路线图 |
第二章 沥青路面结构温度分布 |
2.1 影响沥青路面温度的气象要素 |
2.1.1 气温的变化 |
2.1.2 太阳辐射 |
2.1.3 日照时长 |
2.1.4 平均风速 |
2.2 沥青路面换热 |
2.2.1 对流换热 |
2.2.2 辐射换热 |
2.2.3 沥青路面综合换热 |
2.3 沥青路面材料的热物理参数 |
2.3.1 太阳辐射吸收率 |
2.3.2 沥青路面热物理参数 |
2.4 沥青路面结构温度数值模型 |
2.4.1 模型说明 |
2.4.2 混合边界条件 |
2.4.3 初始温度 |
2.5 沥青路面结构温度分布 |
2.5.1 路面结构温度分布 |
2.5.2 路面结构温度沿深度分布 |
2.5.3 云南省沥青路面温度分区 |
2.5.4 云南省沥青路面结构温度分布 |
2.6 小结 |
第三章 云南省沥青路面轴载谱 |
3.1 轴载概述 |
3.2 轴载调查 |
3.2.1 云南省高速公路现状 |
3.2.2 常见轴载型式 |
3.2.3 交通荷载调查方案 |
3.3 轴载调查分析 |
3.3.1 安楚高速公路车载分析 |
3.3.2 大丽高速公路车载分析 |
3.3.3 蒙新高速公路车载分析 |
3.4 云南省高速公路轴载分布 |
3.4.1 安楚高速公路轴载组成 |
3.4.2 大丽高速公路轴载组成 |
3.4.3 蒙新高速公路轴载组成 |
3.4.4 云南省高速公路轴载谱 |
3.5 小结 |
第四章 沥青路面荷载和温度耦合响应分析 |
4.1 沥青混合料本构模型 |
4.1.1 沥青混合料Maxwell模型 |
4.1.2 沥青混合料Burgers模型 |
4.1.3 修正的Burgers模型 |
4.2 沥青路面响应分析模型 |
4.2.1 项目路面结构 |
4.2.2 路面结构分析模型 |
4.2.3 沥青路面材料参数 |
4.3 层间黏结随温度变化规律 |
4.3.1 剪切试验 |
4.3.2 不同温度下的层间黏结强度 |
4.4 沥青路面结构温度应力 |
4.4.1 路面结构层最大拉应力 |
4.4.2 面层内最大剪应力 |
4.4.3 路面结构温度应力 |
4.5 沥青路面荷载响应分析 |
4.5.1 静载下沥青路面荷载应力响应 |
4.5.2 移动荷载下沥青路面应力响应 |
4.6 考虑层间黏结的沥青路面结构响应分析 |
4.7 小结 |
第五章 沥青混合料疲劳试验研究 |
5.1 沥青混合料疲劳破坏机理 |
5.1.1 车轮荷载下的沥青路面受力状态 |
5.1.2 疲劳破坏机理 |
5.2 沥青混合料疲劳试验方法 |
5.3 沥青混合料室内疲劳试验 |
5.3.1 原材料参数 |
5.3.2 间接拉伸疲劳试验 |
5.4 沥青混合料疲劳方程 |
5.4.1 疲劳试验结果分析 |
5.4.2 应力疲劳方程及疲劳曲线 |
5.4.3 应变疲劳方程 |
5.5 小结 |
第六章 沥青路面结构疲劳寿命预估研究 |
6.1 疲劳累积损伤理论 |
6.2 沥青路面结构层拉应变 |
6.2.1 沥青路面结构模型 |
6.2.2 沥青混合料层底拉应变 |
6.3 沥青路面疲劳寿命预估 |
6.3.1 沥青路面车辆荷载累计作用次数 |
6.3.2 路面温度区间内的各轴载作用频次 |
6.3.3 沥青路面疲劳寿命计算 |
6.4 层间黏结状态对沥青路面疲劳寿命的影响 |
6.4.1 层间黏结状态分级 |
6.4.2 层间黏结状态对沥青路面疲劳寿命的影响 |
6.5 小结 |
七结论与建议 |
7.1 主要研究成果和结论 |
7.2 研究主要创新点 |
7.3 进一步研究建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(3)基于离散元模拟的典型沥青混合料动态模量预估模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青混合料动态模量预估模型 |
1.2.2 沥青混合料离散元模拟 |
1.3 研究方案及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 沥青混合料试验材料设计 |
2.1 原材料性能 |
2.2 沥青混合料配合比设计 |
2.3 沥青砂浆配合比设计 |
2.4 本章小结 |
第3章 典型沥青混合料动态模量室内试验 |
3.1 动态模量的定义 |
3.2 室内动态模量试验 |
3.2.1 动态模量测试方法 |
3.2.2 动态模量试验方案及测试结果 |
3.3 动态模量试验数据分析 |
3.3.1 动态模量和加载频率的关系 |
3.3.2 动态模量与加载温度的关系 |
3.3.3 相位角与加载频率的关系 |
3.3.4 相位角与加载温度的关系 |
3.3.5 主曲线分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 沥青混合料离散元模型的构建与验证 |
4.1 离散元方法简介 |
4.1.1 离散元方法基本假设 |
4.1.2 离散元方法计算基本方程 |
4.1.3 接触本构模型 |
4.2 离散元几何模型的构建 |
4.2.1 沥青混合料组成理论 |
4.2.2 粗集料颗粒生成算法 |
4.2.3 沥青混合料级配组成模拟 |
4.2.4 沥青砂浆模拟 |
4.2.5 空隙的模拟 |
4.2.6 几何模型的建立 |
4.3 离散元力学接触模型的构建 |
4.3.1 接触模型的选择与分析 |
4.3.2 细观模型参数与宏观试验参数之间的转换 |
4.3.3 离散元模型参数的确定 |
4.4 本章小结 |
第5章 动态模量虚拟试验及其预估模型的构建 |
5.1 虚拟动态模量试验 |
5.1.1 伺服机制 |
5.1.2 虚拟动态模量试件构建 |
5.1.3 试验参数 |
5.1.4 动态模量虚拟试验方法 |
5.2 虚拟动态模量试验验证 |
5.2.1 动态模量室内试验及虚拟试验结果 |
5.2.2 虚拟动态模量试验验证 |
5.3 基于离散元的沥青混合料动态模量预估模型 |
5.3.1 影响因素的选择 |
5.3.2 基于离散元动态模量预估模型试验方案设计 |
5.3.3 动态模量影响因素分析 |
5.4 吉林省典型沥青混合料预估模型验证 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(4)复合混凝土黏弹特性的试验研究及其离散元模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及目的和意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 复合混凝土研究 |
1.2.2 沥青混合料黏弹性研究 |
1.2.3 离散元方法用于沥青混合料研究 |
1.2.4 国内外文献综述的简析 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 复合混凝土组成设计研究 |
1.3.2 复合混凝土宏观黏弹特性的试验研究 |
1.3.3 复合混凝土黏弹本构模型的确定 |
1.3.4 复合混凝土细观黏弹特性的离散元模拟研究 |
1.3.5 技术路线 |
第2章 复合混凝土组成设计 |
2.1 原材料性能 |
2.1.1 矿料 |
2.1.2 沥青 |
2.1.3 水泥浆料 |
2.2 基体沥青混合料的设计 |
2.2.1 设计方法 |
2.2.2 设计流程 |
2.2.3 级配确定 |
2.2.4 配合比计算及确定 |
2.3 复合混凝土成型工艺 |
2.4 复合混凝土物理力学参数 |
2.5 本章小结 |
第3章 复合混凝土宏观黏弹特性的试验研究 |
3.1 试验方法 |
3.2 刚柔比例的影响 |
3.2.1 动态模量试验 |
3.2.2 弯曲蠕变试验 |
3.2.3 单轴静载压缩蠕变试验 |
3.3 沥青结合料类型的影响 |
3.3.1 动态模量试验 |
3.3.2 弯曲蠕变试验 |
3.3.3 单轴静载压缩蠕变试验 |
3.4 本章小结 |
第4章 复合混凝土黏弹本构模型的确定 |
4.1 沥青混合料黏弹本构模型 |
4.1.1 黏弹性 |
4.1.2 本构模型 |
4.2 本构模型的选择及确定 |
4.2.1 修正Burgers模型 |
4.2.2 广义Kelvin模型 |
4.2.3 本构模型的确定 |
4.3 基体沥青混合料空隙率对黏弹参数的影响分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 复合混凝土细观黏弹特性的离散元模拟研究 |
5.1 模型的建立 |
5.1.1 模型假定 |
5.1.2 模型颗粒的生成 |
5.1.3 边界条件及初始条件的确定 |
5.1.4 材料特性及接触类型的确定 |
5.2 参数的获取 |
5.2.1 线性接触模型参数 |
5.2.2 平行黏结模型参数 |
5.2.3 Burgers模型参数 |
5.3 PFC3D加载方法 |
5.4 复合混凝土动态模量试验的离散元模拟 |
5.4.1 模拟试验实现 |
5.4.2 试验结果 |
5.5 复合混凝土单轴压缩蠕变试验的离散元模拟 |
5.5.1 模拟试验实现 |
5.5.2 试验结果 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(5)热阻式环氧沥青混合料路用性能及隔热性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 热阻沥青混合料路用性能研究 |
1.2.2 热阻沥青混合料热阻性能研究 |
1.2.3 冻土区温度场有限元模拟研究现状 |
1.3 研究目标及主要内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 热阻环氧沥青混合料的配合比设计及路用性能研究 |
2.1 原材料性质分析 |
2.1.1 矿料 |
2.1.2 热阻集料 |
2.1.3 沥青的选择 |
2.2 热阻环氧沥青混合料组成设计 |
2.2.1 陶粒的掺量及掺入方式 |
2.2.2 级配选用及配合比设计 |
2.2.3 最佳油石比的确定 |
2.3 陶粒环氧沥青混合料的路用性能研究 |
2.3.1 水稳定性性能研究 |
2.3.2 高温性能研究 |
2.3.3 低温性能研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 热阻环氧沥青混合料击实工艺及影响规律研究 |
3.1 沥青混合料的集料破碎现象及级配退化分析 |
3.1.1 沥青混合料的集料破碎现象 |
3.1.2 不同击实功对陶粒沥青混合料级配变化的影响 |
3.2 不同击实次数的陶粒热阻环氧沥青混合料配合比设计 |
3.2.1 击实50 次的陶粒环氧沥青混合料最佳油石比确定 |
3.2.2 技术指标分析 |
3.3 不同击实功的陶粒热阻环氧沥青混合料路用性能研究 |
3.3.1 水稳定性性能研究 |
3.3.2 高温性能研究 |
3.3.3 低温性能研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 热阻环氧沥青混合料的热阻性能研究 |
4.1 陶粒热阻环氧沥青混合料热阻性能的评价方案 |
4.1.1 室内等效热辐射试验 |
4.1.2 热物性试验 |
4.2 陶粒热阻环氧沥青混合料热阻性能研究 |
4.2.1 室内等效热辐射试验结果及分析 |
4.2.2 热物性试验结果及分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 热阻环氧沥青隔热层对路面温度场的影响分析 |
5.1 沥青路面温度场有限元模拟的原理 |
5.1.1 有限元法描述 |
5.1.2 沥青路面光热环境及温度场边界形式的确定 |
5.1.3 沥青路面温度场有限元模型的建立 |
5.2 热阻环氧沥青隔热层热诱导结构的确定 |
5.2.1 热诱导结构设计原理 |
5.2.2 热阻环氧沥青隔热层结构的设计 |
5.2.3 材料的热物性参数 |
5.2.4 热阻环氧沥青隔热层结构的确定 |
5.3 基于冻土区气候的热阻环氧沥青隔热层结构对路基内热量传递的影响 |
5.3.1 模拟路段气候背景及材料参数 |
5.3.2 基于冻土区气候因素的有限元结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(6)公交站/交叉口路段沥青路面车辙形成机理的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 研究概况 |
1.2.1 国内外沥青路面设计方法中对车辙变形的控制 |
1.2.2 车辙预估方法发展历程 |
1.2.3 车辆荷载和道路结构计算模型的发展历程 |
1.3 主要研究内容 |
第2章 路面车辙现场调查 |
2.1 调查工程概况和测量方法 |
2.2 调查数据 |
2.2.1 公交站车辙调查 |
2.2.2 交叉口车辙调查 |
2.3 本章小结 |
第3章 有限元模型建立及参数确定 |
3.1 模型初步建立 |
3.2 沥青层本构模型及材料参数和温度参数 |
3.2.1 沥青面层的两种常用本构模型 |
3.2.2 本构模型的比较和选择 |
3.2.3 结构材料参数和温度参数的确定 |
3.3 车辆荷载的建模方法及荷载参数 |
3.3.1 车辆荷载的建模方法及选用 |
3.3.2 荷载参数的确定 |
3.4 本章小结 |
第4章 车辙计算和车辙影响因素分析 |
4.1 温度场计算 |
4.2 车辙计算 |
4.2.1 匀速行驶时的车辙计算(工况一) |
4.2.2 制动加速度为-2m/s~2时的车辙计算(工况二) |
4.2.3 制动加速度为-4m/s~2时的车辙计算(工况三) |
4.2.4 实测数据与计算结果的比较 |
4.3 对车辙主要影响因素的探讨 |
4.3.1 不同荷载参数对车辙的影响 |
4.3.2 不同季节(温度)的车辙形成规律 |
4.3.3 不同结构深度的车辙形成规律 |
4.3.4 不同时期的车辙形成规律 |
4.4 本章小结 |
第5章 工作总结与展望 |
5.1 总结和建议 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
(7)基-面层间界面形态对沥青路面力学性能影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面基-面层间界面研究 |
1.2.2 沥青路面基-面层间界面形态描述研究 |
1.2.3 沥青路面基-面层间界面形态与疲劳开裂研究 |
1.2.4 存在问题分析 |
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 |
第二章 沥青路面材料和层间界面处治方式 |
2.1 原材料 |
2.2 AC-20 配合比设计 |
2.3 水泥稳定碎石配合比设计 |
2.4 水泥稳定碎石相关试验 |
2.5 动态模量试验 |
2.6 沥青路面结构组合形式 |
2.6.1 水泥稳定碎石基层的成型 |
2.6.2 基-面层间界面处治方式 |
2.6.3 喷洒透层油 |
2.6.4 沥青混合料面层的成型 |
2.7 本章小结 |
第三章 沥青路面基-面层间界面形态的表征方法 |
3.1 现有描述方法综述 |
3.2 分形理论概述 |
3.3 基-面层间界面形态的分形描述 |
3.3.1 基于三维成像处理技术的基-面层间界面形态分形描述 |
3.3.2 基-面层间界面形态分形维数的确定与表征 |
3.4 本章小结 |
第四章 沥青路面基-面层间界面形态对力学强度影响研究 |
4.1 剪切强度 |
4.1.1 温度和加载速率对抗剪强度的影响 |
4.1.2 层间形态与剪切强度 |
4.2 拉拔强度 |
4.2.1 拉拔试验 |
4.2.2 层间形态与拉拔强度 |
4.3 劈裂强度 |
4.3.1 劈裂试验 |
4.3.2 层间形态与劈裂强度 |
4.4 弯拉强度 |
4.4.1 弯拉试验 |
4.4.2 层间形态与弯拉强度 |
4.5 本章小结 |
第五章 沥青路面基-面层间界面形态对力学响应影响研究 |
5.1 离散元法理论 |
5.2 层间界面离散元模型建立 |
5.2.1 研究方案 |
5.2.2 图像处理 |
5.2.3 模型建立 |
5.2.4 接触模型及微观参数 |
5.2.5 离散元模型界面的分形维数 |
5.3 层间界面形态与界面力学响应关系研究 |
5.3.1 力学指标确定 |
5.3.2 界面分形维数与界面力学响应研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 沥青路面基-面层间界面形态对疲劳开裂影响研究 |
6.1 层间界面形态与三点弯曲疲劳试验研究 |
6.1.1 平面应变断韧度KIC与应力强度因子试验方法 |
6.1.2 层间界面形态与三点弯曲疲劳开裂研究 |
6.1.3 层间界面形态与三点弯曲疲劳寿命关系 |
6.2 基-面层间形态与路面开裂数值模拟 |
6.3 基-面层间形态与路面疲劳破坏数值模拟 |
6.3.1 虚拟试验结果及分析 |
6.3.2 小梁三点弯曲疲劳试验数值模拟验证 |
6.3.3 层间形态与三点弯曲疲劳试验数值模拟 |
6.4 基-面层间形态与路面疲劳预估模型研究 |
6.4.1 疲劳预估模型研究 |
6.4.2 基于基-面层间形态的路面疲劳预估模型 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
研究生期间发表论文及参加科研项目 |
(8)沥青路面热物性参数演化及其对冻土地基温度场影响机理研究(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 温度场研究现状 |
1.3 主要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 |
第二章 材料热物性参数 |
2.1 导热系数 |
2.1.1 沥青混合料导热系数 |
2.1.2 半刚性基层导热系数 |
2.1.3 碎石基层导热系数 |
2.1.4 土基层导热系数 |
2.2 比热容 |
2.2.1 沥青混合料比热容 |
2.2.2 半刚性基层比热容 |
2.2.3 粒料碎石层比热容 |
2.2.4 土基比热容 |
2.3 太阳辐射吸收率 |
2.4 发射率 |
2.5 相变潜热 |
2.6 本章小结 |
第三章 道路温度场有限元模型 |
3.1 冻土地区道路环境参数方程 |
3.1.1 气温与热对流 |
3.1.2 太阳辐射 |
3.1.3 热辐射 |
3.2 冻土区道路温度场热传导微分方程推导 |
3.2.1 热传导理论 |
3.2.2 直角坐标系下导热微分方程的推导 |
3.2.3 柱角坐标系下导热微分方程的推导 |
3.3 ABAQUS边界条件的确定 |
3.4 ABAQUS道路温度场计算模型及验证 |
3.4.1 有限元模型的建立 |
3.4.2 温度场计算云图 |
3.4.3 计算结果验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 热物性参数对冻土路基影响分析 |
4.1 冻土路基结构有限元模型的建立 |
4.2 材料热物性对冻土路基顶面温度影响分析 |
4.2.2 沥青面层热物性参数对冻土路基顶面温度分析 |
4.2.2.1 沥青面层热物性参数对冻土路基顶面温度正交试验 |
4.2.2.2 沥青面层热物性参数对冻土路基顶面温度分析结果 |
4.2.3 基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析 |
4.2.3.1 基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析试验 |
4.2.3.2 基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析结果 |
4.2.4 底基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析 |
4.2.4.1 底基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析试验 |
4.2.4.2 底基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析结果 |
4.2.5 土基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析 |
4.2.5.1 土基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析试验 |
4.2.5.2 土基层热物性参数对冻土路基顶面温度分析结果 |
4.3 环境因素对冻土路基顶面温度分析 |
4.3.1 环境因素对冻土路基顶面温度分析试验 |
4.3.2 环境因素对冻土路基顶面温度分析结果 |
4.4 本章小节 |
第五章 多年冻土地区道路温度场的模拟分析 |
5.1 冻土区道路温度场模型参数的确定 |
5.1.1 有限元模型的建立 |
5.1.2 热物性参数 |
5.1.3 环境参数 |
5.1.4 模型优化 |
5.2 路基结构对多年冻土区温度场的影响分析 |
5.2.1 温度场时空变化规律对比分析 |
5.2.2 多年冻土路基顶面温度变化规律 |
5.2.3 地温沿深度随时间变化对比分析 |
5.2.4 合理道路结构的选取 |
5.3 路基填土高度对多年冻土区温度场的影响分析 |
5.3.1 温度场时空变化规律对比分析 |
5.3.2 冻土路基顶面温度对比分析 |
5.3.3 路基合理填土高度的确定 |
5.4 本章小节 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 需进一步研究建议 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的论着及取得的科研成果 |
攻读学位期间发表的论文 |
攻读学位期间参与课题目录 |
(9)不同应力状态下沥青混合料疲劳特性的归一化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景 |
1.2 研究目的 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 沥青混合料疲劳特性研究趋势 |
1.3.2 不同应力状态下沥青混合料疲劳特性研究 |
1.3.3 强度屈服面研究 |
1.3.4 沥青混合料疲劳特性归一化研究 |
1.4 主要内容和技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 不同应力状态下沥青混合料疲劳试验方法 |
2.1 原材料试验及配合比设计 |
2.2 直接拉伸疲劳试验方法 |
2.2.1 直接拉伸试件制备 |
2.2.2 直接拉伸疲劳试验 |
2.3 单轴压缩疲劳试验方法 |
2.3.1 单轴压缩试件制备 |
2.3.2 单轴压缩疲劳试验 |
2.4 间接拉伸疲劳试验方法 |
2.4.1 间接拉伸试件制备 |
2.4.2 间接拉伸疲劳试验 |
2.4.3 间接拉伸模量计算公式推导 |
2.5 试验方案设计 |
2.6 本章小结 |
第三章 不同应力状态下沥青混合料非线性疲劳损伤特性研究 |
3.1 疲劳损伤方程与模型的建立 |
3.1.1 疲劳损伤变量 |
3.1.2 沥青混合料疲劳损伤过程的分析 |
3.1.3 疲劳损伤模型的建立 |
3.2 基于现象学法的疲劳方程 |
3.2.1 直接拉伸疲劳试验结果 |
3.2.2 单轴压缩疲劳试验结果 |
3.2.3 间接拉伸疲劳试验结果 |
3.2.4 不同应力状态下疲劳试验结果对比分析 |
3.3 不同应力状态下沥青混合料疲劳模量衰变规律 |
3.3.1 不同应力状态下疲劳模量初始值的确定 |
3.3.2 不同应力状态下疲劳模量临界值的确定 |
3.3.3 不同应力状态下疲劳模量衰变拟合结果分析 |
3.3.4 不同应力状态疲劳试验下模量衰变规律对比分析 |
3.4 沥青混合料间接拉伸疲劳双模量衰变规律 |
3.4.1 间接拉伸疲劳双模量初始值的确定 |
3.4.2 间接拉伸疲劳双模量临界值的确定 |
3.4.3 间接拉伸疲劳双模量衰变拟合结果分析 |
3.5 不同应力状态下疲劳模量衰变特性对比分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于屈服准则思想的强度屈服面的建立 |
4.1 三维应力状态强度屈服面模型 |
4.1.1 主应力空间中的等倾线与等倾面 |
4.1.2 八面体正应力、八面体剪应力与罗德角 |
4.1.3 破坏包络线与拉、压子午线 |
4.1.4 常用的两个屈服条件 |
4.2 沥青混合料屈服面响应函数 |
4.3 不同应力状态在不同加载速率下的沥青混合料强度试验 |
4.3.1 不同加载速率下的直接拉伸强度试验 |
4.3.2 不同加载速率下的间接拉伸强度试验 |
4.3.3 不同加载速率下的单轴压缩强度试验 |
4.3.4 不同应力状态下强度与加载速率关系的统一 |
4.4 不同加载速率下的强度屈服面的建立 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于屈服准则思想不同应力状态下疲劳特性的归一化 |
5.1 不同应力状态下疲劳应力路径的确定 |
5.2 基于屈服准则思想的疲劳特性分析新方法 |
5.3 不同应力状态下疲劳特性的归一化 |
5.4 与真实应力比疲劳方程的比较 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
主要结论 |
本文创新点 |
进一步展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士期间主要参与的项目 |
(10)全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面永久变形形成机理 |
1.2.2 沥青混合料永久变形试验方法 |
1.2.3 沥青混合料永久变形预估模型 |
1.2.4 沥青路面永久变形预估方法 |
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 高速公路沥青路面车辙特征与成因分析 |
2.1 重庆市高速公路沥青路面车辙特征与成因分析 |
2.1.1 綦万高速公路 |
2.1.2 界水高速公路 |
2.2 江西省高速公路沥青路面车辙特征与成因分析 |
2.2.1 景鹰高速公路 |
2.2.2 泉南高速公路吉莲段 |
2.3 云南省高速公路沥青路面车辙特征与成因分析 |
2.3.1 嵩昆高速公路兔耳关至乌龙段 |
2.3.2 富砚高速公路 |
2.4 本章小结 |
第三章 高速公路沥青路面全温域温度分布研究 |
3.1 沥青路面全温域温度分布的提出 |
3.2 重庆市沥青路面温度分布研究 |
3.2.1 实测方案 |
3.2.2 实测结果与分析 |
3.3 江西省赣中地区沥青路面温度分布研究 |
3.3.1 赣中地区沥青路面温度分布研究方法 |
3.3.2 赣中地区沥青路面温度分布 |
3.4 云南省沥青路面温度分布研究 |
3.4.1 云南省沥青路面温度分布研究方法 |
3.4.2 云南省沥青路面气候分区 |
3.4.3 云南省沥青路面不同气候分区的温度分布 |
3.4.4 云南省沥青路面不同气候分区沥青层沿深度的温度分布 |
3.5 高速公路沥青路面沥青层温度分布预估模型 |
3.6 本章小结 |
第四章 高速公路沥青路面交通轴载分布研究 |
4.1 轴载分布研究方法 |
4.2 交通荷载特性分析 |
4.2.1 车型和轴型分类 |
4.2.2 横向分布特性分析 |
4.2.3 设计车道年平均日交通量 |
4.3 江西省高速公路交通轴载分布研究 |
4.3.1 江西省高速公路车辆类型分布系数 |
4.3.2 江西省高速公路轴载分布 |
4.4 云南省高速公路交通轴载分布研究 |
4.5 高速公路沥青路面交通轴载分布 |
4.6 本章小结 |
第五章 重复荷载作用下沥青混合料永久变形试验研究 |
5.1 三轴重复荷载永久变形试验 |
5.1.1 试验原理 |
5.1.2 试验条件 |
5.1.3 试验设备 |
5.1.4 试件成型 |
5.1.5 试件成型 |
5.1.6 试验结果及分析 |
5.2 沥青混合料永久变形黏弹性力学修正模型 |
5.2.1 重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型 |
5.2.2 重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型参数拟合 |
5.2.3 重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学修正模型 |
5.3 动态模量试验 |
5.3.1 动态模量概念 |
5.3.2 动态模量试验条件 |
5.3.3 动态模量试验结果 |
5.4 动态模量主曲线研究 |
5.5 本章小结 |
第六章 全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估方法研究 |
6.1 沥青路面永久变形累积叠加预估方法研究 |
6.1.1 沥青路面叠加方法综述 |
6.1.2 全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估步骤 |
6.1.3 全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估流程 |
6.2 沥青路面永久变形预估设计参数 |
6.2.1 路面结构类型 |
6.2.2 轮胎接地模型 |
6.2.3 荷载工况 |
6.2.4 行车速度 |
6.2.5 泊松比 |
6.3 沥青路面沥青层偏应力分布研究 |
6.3.1 标准路段沥青路面沥青层偏应力分布 |
6.3.2 行车速度对沥青路面沥青层偏应力分布的影响分析 |
6.3.3 基层模量对沥青路面沥青层偏应力分布的影响分析 |
6.3.4 基层厚度对沥青路面沥青层偏应力分布的影响分析 |
6.3.5 面层厚度对沥青路面沥青层偏应力分布的影响分析 |
6.4 沥青路面沥青层偏应力分布预估模型 |
6.4.1 伽玛分布曲线理论 |
6.4.2 沥青路面沥青层偏应力分布预估模型参数拟合 |
6.5 全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估模型 |
6.5.1 沥青路面永久变形影响因素分析 |
6.5.2 沥青路面永久变形预估模型 |
6.6 本章小结 |
第七章 沥青路面永久变形预估及模型修正研究 |
7.1 基于叠加原理的沥青路面永久变形预估及模型修正步骤 |
7.2 泉南高速吉莲段沥青路面永久变形预估及模型修正 |
7.2.1 泉南高速吉莲段沥青路面结构及设计参数 |
7.2.2 泉南高速吉莲段沥青路面温度-轴载分布 |
7.2.3 泉南高速吉莲段沥青混合料黏弹性力学修正模型 |
7.2.4 泉南高速吉莲段沥青路面沥青层偏应力分布 |
7.2.5 泉南高速吉莲段沥青路面沥青层永久应变分布 |
7.2.6 泉南高速吉莲段沥青路面沥青层永久变形分布 |
7.2.7 泉南高速吉莲段沥青路面沥青层永久变形预估模型修正 |
7.3 基于全温域温度分布的沥青路面永久变形预估简化模型研究 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 本文主要研究成果和结论 |
8.2 本文创新点 |
8.3 进一步研究建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 沥青混合料黏弹性力学修正模型永久应变曲线 |
附录B 标准路段沥青路面结构偏应力计算结果 |
附录C 沥青路面沥青层偏应力分布预估模型的运算程序 |
附录D 泉南高速吉莲段原点增长累积永久应变计算结果 |
附录E 反算累积叠加计算永久应变的运算程序 |
附录F 泉南高速吉莲段反算累积叠加永久应变计算结果 |
在学期间发表论文和取得的学术成果 |
四、沥青混合料预估物理参数的新方法(论文参考文献)
- [1]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)
- [2]车载和温度综合作用下沥青路面疲劳寿命研究[D]. 张乃计. 重庆交通大学, 2021(02)
- [3]基于离散元模拟的典型沥青混合料动态模量预估模型研究[D]. 华尔单. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]复合混凝土黏弹特性的试验研究及其离散元模拟[D]. 陈振鸿. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]热阻式环氧沥青混合料路用性能及隔热性能研究[D]. 虞仲琪. 东南大学, 2019(06)
- [6]公交站/交叉口路段沥青路面车辙形成机理的研究[D]. 赵文龙. 湖南科技大学, 2018(06)
- [7]基-面层间界面形态对沥青路面力学性能影响研究[D]. 唐羽. 重庆交通大学, 2018(06)
- [8]沥青路面热物性参数演化及其对冻土地基温度场影响机理研究[D]. 李云龙. 重庆交通大学, 2018(01)
- [9]不同应力状态下沥青混合料疲劳特性的归一化[D]. 陈东. 长沙理工大学, 2017(06)
- [10]全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估研究[D]. 赵毅. 重庆交通大学, 2017(06)