半刚性基层沥青面设计参数结构效应研究.pdf

Research on the Structure Effect for Design Parameter of Semi-rigid-base Asphalt Pavements A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Yang Tong Supervisor：Prof. Pei Jianzhong Chang’an University, Xi’an, China I 摘 要 半刚性基层路面是我国绝大多数沥青道路所采用的路面结构形式，其主要结构设计 参数包括面层、基层、底基层及土基的厚度和模量，设计控制指标分别为路表弯沉和各 层层底弯拉应力。显然，设计参数的取值与组合方案必然与控制指标存在某种联系，也 直接影响路面的结构效应。为了定量研究设计参数与控制指标之间的联系，优化路面设 计方案，本论文开展了如下三个方面的研究工作： 1）利用灰色关联分析法分别研究路面结构中各层厚度和模量对路表弯沉的影响， 并得出其影响参数，通过对影响参数的分析，分别得出各层厚度和各层模量对路表弯沉 的影响大小排序； 2 ）利用正交分析法分析土基模量对路表弯沉的影响，并得出土基模量对路表弯沉 的影响参数； 3 ）基于如上两种方法，分析了路面结构对面层层底弯拉应力、基层层底弯拉应力 以及底基层层底弯拉应力的影响，并分别得出其影响参数及影响大小排序。 论文研究结合各结构层参数以及相应的影响参数，以路面结构的整体刚度为结构组 合特征参数（包括基于弯沉的结构组合特征参数 KLs 、基于面层层底弯拉应力的结构组 合特征参数 Kσs 、基于基层层底弯拉应力的结构组合特征参数Kσb 和基于底基层层底弯 拉应力的结构组合特征参数Kσsb ）来表征路面的结构效应，利用HPDS 软件计算出不同 结构组合下的路面性能控制指标值（包括路表弯沉值、面层层底弯拉应力值、基层层底 弯拉应力值和底层层底弯拉应力值），并通过Excel 曲线拟合，建立结构特征参数与路面 性能控制指标值之间的定量关系。该关系可以作为一种性能预测模型，用于工程设计、 性能预测等多个方面，一方面为从深层揭示结构与性能之间的关系提供依据，另一方面 也减少或避免工程设计或性能评价中的随意性与盲目性，为优化设计与施工方案提供参 考或依据。 关键词：半刚性基层，结构效应，结构参数，结构组合特征参数，路表弯沉，层底弯拉 应力，灰色关联分析法，正交分析法 I Abstract In China, the majority of asphalt pavements have been constructed with semi-rigid base. The main design input parameters of this type of pavements include thickness and modulus of the pavement layers and the subgrade, while the pavement design is evaluated or validated through two types of design control indices namely resilient deflection at the pavement surface and tension stresses at the bottom of each pavement layers. Obviously, there are certain links among the design input parameters and the design control indices. The main objective of this research