基于動態(tài)模量的瀝青混合料車轍預估模型研究.pdf

1、在車輛荷載的長期反復作用下,瀝青路面會出現(xiàn)不同程度的車轍病害,尤其在夏季高溫條件下,這種病害發(fā)展更快,嚴重影響了路面的使用壽命和服務質量,還危及行車安全。長期以來,道路科研工作者或者從瀝青混合料材料性能、瀝青路面結構出發(fā),或者從影響路面車轍的外部條件出發(fā),分析瀝青路面車轍產生的機理,采用不同方法對瀝青面層的永久變形進行了預估。有研究者指出瀝青混合料動態(tài)模量及動態(tài)模量指標與其高溫性能密切相關,同時驗證了動態(tài)模量及動態(tài)模量指標與瀝青路面永久

2、變形的相關性,試圖運用這一動態(tài)指標對瀝青路面車轍問題進行研究。
　　基于此,本文首先借助于旋轉壓實儀及簡單性能試驗機(SPT),進行了室內瀝青混合料旋轉壓實試驗和動態(tài)模量試驗,分析了試驗溫度T,加載頻率f,加載應力P,混合料的體積指標(如孔隙率VV,有效瀝青用量Vbef等)以及混合料級配等對混合料動態(tài)模量和相位角的影響規(guī)律,根據時間—溫度置換原理,運用非線性最小二乘法回歸擬合得到了不同溫度間的移位因子,建立了動態(tài)模量主曲線,獲得了

3、主曲線方程。之后根據Witczak動態(tài)模量預估模型及Sigmoidal函數方程基本思想,通過考慮試驗溫度、加載頻率、加載應力、混合料體積指標和級配特征,運用麥夸特法優(yōu)化算法得到了瀝青混合料動態(tài)模量預估模型,并對該預估模型進行了驗證。驗證表明該預估模型具有較好的通用性。
　　動態(tài)模量與動態(tài)模量指標能夠反映瀝青混合料在車輛荷載作用下的動態(tài)特性,通過分析表明其與車轍變形量有較強的相關性。而后通過室內標準車轍試驗及改進車轍儀的全厚式車轍試

4、驗得到了不同溫度,厚度,級配,加載條件下單層,雙層,全厚式車轍板試件的車轍變形規(guī)律。通過分析瀝青層厚度,荷載作用次數,動態(tài)模量指標,行車速度等車轍影響因素,結合有限元計算,采用亞層變形疊加的思想,提出了一種新的車轍預估模型。進而用基因遺傳算法基本原理,編寫相應程序,根據試驗數據對預估模型的相關系數進行了擬合。通過進一步的試驗,利用不同溫度,不同荷載條件下的全厚式車轍試驗數據驗證了該模型,結果表明該模型能夠反映不同條件下瀝青面層的變形規(guī)律