硕士长安大学硕士毕业答辩幻灯片

重载交通沥青路面荷载图式及材料参数研究山东省公路管理局导师：第一章

绪论

本文的主要研究内容及技术路线标准轴载和重载车辆的轮迹测试。改变轴重和充气压强，测试轮胎的轮迹，量取接触面积，计算接地半径和接地压强。结合轴重和轮胎胎压的现场调查，得出接地压强和接地面积与轴重的关系。移动标准轴载和重载车辆作用下轮胎接地压强的测定。改变轴重、胎压、行驶速度，用压力传感器法测试轮胎下各点的压力，得出压力的纵向和横向分布。

本文的主要研究内容及技术路线标准轴载和重载车辆作用下柔性路面路基中压力测试。改变轴重、车速，用施工时预埋的动压力盒测试静止和移动的车辆作用下柔性路面路基中的压力，得出压力在深度方向衰减曲线，评价路面结构非线性的大小及重载的影响，为移动荷载作用下柔性路面的动力响应分析提供试验依据。本文的主要研究内容及技术路线重载作用下路面材料回弹模量测试及非线性分析。对临沂地区路用材料进行调查，测试土基和水泥级配碎石的回弹模量，分析重载作用下路基、路面材料的非线性。重载作用下路用材料疲劳特性分析。增大荷载，进行沥青混合料和半刚性材料的室内疲劳试验以及沥青混合料的车辙试验，分析重载对于路面材料疲劳寿命以及沥青混合料车辙的影响。

第二章

标准轴载和重载车辆

轮胎轮迹测试

试验方法改变测试车后轴重和轮胎的充气压强，在每种工况下，进行如下测试：将轮胎充气到要求的气压。装载混凝土块，称后轴重。用千斤顶将后轴轮胎顶起，往轮胎上涂黑油漆。在轮胎下放白纸。将千斤顶松开，一分钟后重新顶起。取出已印上轮迹的白纸，量取数据。试验结论轮迹实际上由一个矩形加端部的两个圆弧组成。在胎压不变的情况下，随着轴重的增大，轮胎接地面积和接地压强均增大。当轴重不变时，随着胎压的增大，轮胎接地面积减小，轮胎接地压强增大。胎压和轮胎接地压强不一定相等，有时差别较大。试验结论在胎压变化和轴重变化的情况下，轮胎简化成当量圆后的荷载图式完全符合以下图式。δδ3δ0p试验结论当轴重为10KN及以下时，轮胎接地半径和压强可取为标准值，即10.65cm和0.70MPa；当轴重为15KN时，轮胎接地半径和压强分别为11.61cm和0.87MPa；当轴重为20KN时，轮胎接地半径和压强分别为13.04cm和0.92MPa。当轴重为其它重量时，轮胎接地半径和压强可以由以上各相应值内插或外插获得。第三章

移动动标准轴载和重重载车辆作用下轮轮胎接地压强测测试试验方案采用28个压力传传感测试轮胎接地地压强。压力传感感器安装在专门制制作的保持架内。。将传感器保持架架安装在低附系数数试验路的水磨石石跑道上。测试分分5种车速（5、、20、40、60、80km/h），3种轴重重及对应的3种轮轮胎气压（14KN、1MPa；；12KN、0.85MPa；10KN、0.75MPa）。测量轮胎的接触压压强。试验方案试验结论在车轮印迹横向两两侧距边缘30mm处压强由小到大迅迅速增大，达到最最大值后压强增加加变缓，直到中部部压强达到最大值值。试验结论在车轮印迹纵向两两侧距边缘约50mm处压强由小到大迅迅速增大，达到最最大值后压强基本本保持不变，即中中部压强基本相等等。试验结论在5-80km/h车速的测试范围内内匀速行驶时，轮轮胎接触压强随轴轴重增大而增大，，但基本与车速无无关。第四章

标准准轴载和重载车辆辆作用下

路基中中压应力测试试验过程压力盒布置（立面面图）试验过程压力盒布置（平面面图）试验过程压力盒布置（剖面面图）试验过程压应力测试：测试车辆采用JN150型标准车车轻车前后轴的重量量分别为6.3KN和9.8KN；速度分别取0、20、40、、60、80km/h重车前后轴的重量量分别为6.8KN和17.4KN，速度分别取取0、20、40、60km/h确定点位采用全站站仪压应力测试采用DEWETRON2010数据据记录仪采样频率取500Hz试验结论在路基深度较浅处处，路基压应力与与时间的关系曲线线为双峰曲线，两两个峰值分别由前前后轴引起；在路路基较深处，路基基压应力与时间的的关系曲线为单峰峰曲线。试验结论当后轴重9.8KN~17.4KN时，车辆横向影响响范围约为4～5m，路床工作区深度度约为60～70cm，路基影响深度为为1.6m。试验结论当后轴重为17.4KN时，和后轴重为9.8KN时相比，沥青路面面已经表现出一定定的非线性。试验结论移动车辆荷载作用用下沥青路面的力力学响应小于静荷荷载作用下的力学学响应，前者可以以通过对后者乘以以0.9的动载系数来获得得。第五章

重载载作用下

路面材材料回弹模量测测试及非线性分析析土基回弹模量测试试及非线性分析对临沂地区正在施施工中的沂.邳线的一段成型路路基进行了土基回回弹模量测试。在在此次路基承载板板试验中按照0.4MPa来控制，分十四级级进行逐级加载、、卸载来进行测定定。土基回弹模量测试试及非线性分析根据上表数据回归归绘制的曲线见图图5.1。土基回弹模量测试试及非线性分析由上图可见土基回回弹模量并非是一一个定值，而是随随着荷载级位的变变化而变化的，具具有非线性特征，，随着应力的增大大，模量值逐渐减减小。半刚性材料抗压回回弹模量试验试验方法：试验试件尺寸为直直径×高=150mm×150mm压力机采用液压式式万能试验机。采采用顶面法进行试试验首先对试件进行预预压，然后将预定定的单位压力分成成5~6个等分，，逐级加载，加载载后保持压力1分分钟，记录变形数数值，然后卸载，，卸载后0.5分分钟，记录变形数数值半刚性材料抗压回回弹模量试验半刚性材料抗压回回弹模量试验试验表明，在应力力水平较低的情况况下，应力应变关关系是近似于线性性的，在外荷载作作用下，可以把路路面材料看作是线线性变化的，即材材料的模量是一个个常数。当应力水水平较高时，材料料的非线性特征已已经不能忽略，材材料的模量值随着着荷载的增大而不不断的减小。由于于沥青面层一般受受压，处于线弹性性阶段，沥青混合合料的模量可以仍仍按设计规范取值值。第六章

重载载作用下路用材料料

疲劳特性研究究重载作用下半刚性性材料

疲劳特性性研究水泥稳定碎石疲劳劳试验：试件的尺寸为100×100×400mm中梁试验采用三点加载载法采用10Hz的正正弦波作为加载波波形采用应力控制加载时间为0.016s重载作用下半刚性性材料

疲劳特性性研究通过水泥稳定碎石石疲劳试验可以认认为：半刚性材料料的疲劳破坏为典典型的脆性破坏。。在相同的应力强强度比下，试件的的疲劳寿命差异较较大，变异系数的的大小与应力极位位无关，与材料的的均匀性和试验操操作关系较大。重载作用下沥青混混合料

疲劳特性性研究疲劳试验：试件尺寸为30cm×35cm××250cm的棱棱柱体梁在MTS材料试验验机上采用半正弦弦波型荷载加载频率为10Hz采用中点加载方式式两支点间距200cm试验温度约为15±1℃重载作用下沥青混混合料

疲劳特性性研究沥青混凝土梁试件件底部的弯拉应变变随荷载作用次数数增加，总应变随随加载次数增加而而逐渐增加，其增增大速度与荷载应应力水平有关，应应力水平越高，增增大速度越快。重载作用对车辙的的影响车辙试验：试件尺寸为30××30×5cm试验轮荷接接地压强分分为0.7MPa、、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.1MPa试验温度60℃试件在60℃温度下下恒温6个个小时行走速度采采用21次次/min重载作用对对车辙的影影响随着轮荷的的增加，试试验轮接地地压强增大大，动稳定定度减小。。混合料粒粒径越大对对抵抗车辙辙变形能力力越强。应应力较高的的情况下，，沥青混合合料抵抗剪剪切变形、、侧向流动动的能力降降低，塑性性变形增长长较快，因因此在重车车较多的车车道上车辙辙量将迅速速增加。谢谢1、如何将将重载轮压压参数实测测结果用于于沥青路面面结构设计计﹝西安公公路研究所所杨韵华教教授﹞更改荷载作作用图示，，用b2sar等弹弹性层状体体系分析软软件进行应应力分析。。2、路面结结构层材料料非线性结结构关系如如何合理建建立及计算算应用？（（西安公路路研究所杨杨韵华教授授）非线性结构构关系通过过测试在室室内实测不不同荷载级级位下的回回弹模量，，应用时将将路面结构构分为多层层体系，其其中包括把把原路面结结构层的一一层分为多多层，先试试算得到每每层的应力力，根据该该应力确定定各层材料料的回弹模模量，通过过反复迭代代法确立最最终的路面面材料非线线性参数。。3、论文建建立的荷载载作用图式式和规范推推荐的荷载载图式有什什么不同？？（长安大大学杨宏志志副教授））（1）两荷荷载圆中