基于实测轴载谱的沥青路面轴载换算系数细化研究

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1、学校代码10530学号201510181981分类号U416.217密级公开硕士学位论文基于实测轴载谱的沥青路面轴载换算系数细化研究学位申请人谢森指导教师谭红霞副教授学院名称土木工程与力学学院学科专业交通运输工程研究方向道路与铁道二〇一八年五月ResearchontherefinementofaxleloadconversioncoefficientofasphaltpavementbasedonmeasuredaxleloadspectrumCandidateXieSenSupervisorAssociateTanHongxiaCollege

2、CollegeofCivilEngineeringAndMechanicsProgramTransportationEngineeringSpecializationRoadandRailwayDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay2018摘要随着近年来我国国民经济的快速发展，道路交通运输的货运、客运交通量迅速增长，超载、重载车辆也随之增多；沥青路面结构层材料及其组合设计也越来越多样化。自2017年9月起，我国采用了新的公路沥青路面设计规范，提出了新的设计指标，在

3、一定程度上弥补的原规范中轴载换算方面的不足，但仍存在继续完善的空间。本文在现有的沥青路面设计规范的基础上，结合实测轴载数据，扩大轴载换算的研究区间为100kN-500kN，对不同结构组合的沥青路面轴载换算系数进行了进一步的细化研究，并给出了相应轴载换算系数的设计参考值。主要研究内容如下：（1）收集了近些年国内部分高速的交通量监测资料，初步了解了我国重载交通的发展趋势。通过动态称重系统（WIM），整理了广东省内梅河、河龙及江苏省某高速公路断面的相关交通数据，通过轴载谱分析，得到监测公路的交通现状及轴载的主要分布区间。其中江苏省内监测断面内，15型

4、车，125型车，157型车所对应规范定义的4类车、7类车和9类车，实测超载率均超过90%，实际满载率远大于规范推荐的30%~50%。125型车和157型车平均单轴轴载超过200kN的双联轴车辆比例大于50%。（2）以实测轴载谱为依据，针对四种设计指标，选取了15种路面结构，通过有限元软件计算分析了不同轴载作用下三类基层沥青路面结构的轴载换算指数，并对相关数据进行拟合。计算结果表明，对于同一种设计指标，沥青路面的不同面层及刚性、半刚性、柔性不同性质的基层应采用不同的轴载换算指数。基于沥青混合料层疲劳等效的轴载换算指数，对半刚性基层和刚性基层路面，

5、宜采用与轴载大小相关的线性函数；基于无机结合料稳定层疲劳的轴载换算指数，宜采用与轴载大小相关的线性函数；基于沥青层永久变形量等效的轴载换算指数，上面层宜取3.0，中面层宜取3.5，下面层宜取4.0；基于路基顶面竖向压应变等效的轴载换算指数，基本不受路面结构组合和轴载大小影响，与规范值一致。（3）针对四种设计指标，通过有限元软件计算分析了与轴载换算指数相对应的三类基层沥青路面结构的双联轴和三联轴的轴组系数。计算结果表明：对于同一种设计指标，沥青路面的不同面层及刚性、半刚性、柔性不同性质的基层应采用不同的轴组系数。比如，基于沥青混合料层层底拉应变等

6、效的三联轴轴组系数，半刚性基层路面宜取3.57，柔性基层路面宜取2.86，刚性基层路面宜取1.42。研究结果考虑了轴载和路面结构的差异性，得到了沥青路面轴载换算的详细参数，可以为今后的相关设计提供参考依据。关键词：沥青路面；轴载谱；轴载换算；换算指数；轴组系数IAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'snationaleconomyinrecentyears,thetrafficvolumeoftransportationandpassengertransportationhasincreasedrapid

7、ly,andoverloadingandheavy-haulvehicleshavealsoincreased.SinceSeptember2017,Chinahasadoptedanewroadasphaltpavementdesigncode,proposedanewdesignindicators,toacertainextent,tomakeupfortheoriginalspecificationintheaxleloadconversiondeficiencies,butthereisstillroomtocontinuetoimp

8、rove.Inthispaper,onthebasisoftheexistingspecificationsofasphaltpavementdesi