论文部分内容阅读
随着我国经济实力的快速上升,汽车保有量的增长十分迅速,公路建设事业也蓬勃发展起来。沥青路面作为我国高速公路的主要路面类型,具有诸多优点,但其缺点也显而易见。车辙就是沥青路面早期病害中最主要的也是最严重的问题之一,它一经形成便很难处治且危害巨大。因此,本文基于FBG技术和有限元方法对沥青混合料车辙发展规律做进一步研究。通过前人的研究发现,双层车辙板试验可以考虑到结构组合对沥青路面抗车辙性能的影响,试验效果良好。在研究车辙发展规律时,使用动稳定度可以评价沥青混合料高温稳定性,但是对路面结构内部应力应变的变化规律的把控才是关键。对于光纤光栅传感器在路面健康监测中的应用,基本采用各种复合材料对传感器进行封装,测量沥青混合料内部的三向应变,而较少对其表面的横向应变规律做相应研究。因此,本文采用表贴式光纤光栅传感器,对掺加抗车辙剂和不加抗车辙剂两种双层车辙板试件进行实时监测,采集其表面沥青混合料的横向应变数据,结合ABAQUS有限元软件模拟,分析车辙产生机理与横向变形发展规律,得到主要结论如下:(1)掺加抗车辙剂的车辙板平均动稳定度为3552次/mm,而不加抗车辙剂的车辙板平均动稳定度为2369次/mm,因此加抗车辙剂对于提高沥青混合料的动稳定度有明显提升。(2)在双层车辙板试验结束时,上层板沥青混合料已达到相对稳定的状态,而下层板可能不会达到稳定状态。在掺加抗车辙剂试验中,上层板压应变最大达到1242με,下层板压应变最大达到582με;在不加抗车辙剂试验中,上层板压应变最大达到723με,下层板压应变最大达到1738με。说明不加抗车辙剂时,下层板产生应变大,掺加抗车辙剂之后,上层板产生应变大。(3)结合室内车辙试验与有限元模拟结果,得到上层板轮迹处的竖向变形明显大于下层板,车辙板表面沥青混合料沿垂直辙槽方向的应变变化规律为:上层板呈现“压应变--拉应变--压应变”的规律,且压应变最终趋于零;下层板呈现“拉应变--压应变”的变化规律,且压应变最终也趋于零。(4)通过有限元模拟室内车辙试验,发现所得“沿垂直辙槽方向的沥青混合料横向应变变化规律”与试验实测数据所得到的结论吻合,抗车辙剂的掺加和车辙板试件厚度的增加都会对此规律产生影响。论文的研究结果能够较好的反映沥青混合料表面横向应变的变化规律,研究了掺加抗车辙剂和结构组合设计对车辙发展规律的影响,为实际工程与应用提供参考。