基于光纖光柵技術(shù)的瀝青路面車轍預(yù)估方法研究.pdf

1、瀝青混合料的永久變形（車轍)是柔性路面體系最重要的幾種破壞類型之一。車轍直接影響瀝青路面的使用性能和舒適性，對(duì)汽車行駛的安全性造成危害，而且車轍深度不斷積累會(huì)造成路面的嚴(yán)重病害。因此合理地預(yù)估車轍在我國(guó)現(xiàn)階段的路面設(shè)計(jì)和管理中是十分必要的。本文應(yīng)用非線性粘彈流變模型理論，結(jié)合光纖光柵實(shí)測(cè)信息，研究在實(shí)際車輛荷載作用下的瀝青路面永久變形的發(fā)展規(guī)律和車轍預(yù)估的方法，主要的工作包括以下幾點(diǎn)：
　　首先，從粘彈力學(xué)和模型理論的基本概念入手

2、，介紹了粘彈流變學(xué)的一些基本元件和組合模型。通過(guò)對(duì)瀝青混合料應(yīng)變曲線變形特征的分析，明確了其蠕變破壞曲線中需包含的衰減蠕變、等速蠕變和加速蠕變?nèi)齻€(gè)典型階段，并有針對(duì)性地利用可用于非線性分析的變截面粘壺元件，建立了適用于描述瀝青混合料非線性變形特征的五參數(shù)粘彈模型。
　　其次，針對(duì)提出的非線性粘彈模型，從試驗(yàn)分析出發(fā)進(jìn)一步對(duì)其功能特性進(jìn)行分析。通過(guò)室內(nèi)重復(fù)加載蠕變?cè)囼?yàn)獲取用于瀝青路面車轍分析和計(jì)算的相關(guān)參數(shù)，繼而進(jìn)行了模型變形曲線的

3、特性分析和流動(dòng)性能分析，對(duì)模型曲線的階段蠕變規(guī)律和流動(dòng)數(shù)指標(biāo)分別進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)證，進(jìn)一步對(duì)動(dòng)態(tài)粘彈參數(shù)進(jìn)行了擬合計(jì)算和分析，并提出了反映瀝青混合料加速變形能力的加速指標(biāo) Nη。
　　再次，針對(duì)光纖光柵傳感器路用過(guò)程中存在的傳感器封裝材料與瀝青混合料難以協(xié)同變形、傳感器埋設(shè)的成活率低和荷載的作用位置識(shí)別等問(wèn)題，通過(guò)采用試驗(yàn)標(biāo)定、工藝改進(jìn)和模塊設(shè)計(jì)等方法，使光纖光柵傳感器能適用于道路工程施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的各種惡劣工況，并經(jīng)過(guò)一系列室內(nèi)

4、試驗(yàn)和野外試驗(yàn)路埋設(shè)和監(jiān)測(cè)的驗(yàn)證，說(shuō)明光纖光柵傳感器有著較為可靠的路用性能。
　　最后，將非線性粘彈模型理論和光纖光柵實(shí)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的融合，集成了光纖光柵傳感器實(shí)測(cè)的應(yīng)變、加載時(shí)間和溫度等路面響應(yīng)信息和待測(cè)瀝青路面的結(jié)構(gòu)、氣候和交通量等環(huán)境信息建立了基于光纖光柵實(shí)測(cè)信息的瀝青路面車轍預(yù)估方法和計(jì)算流程，并依托 ALF加速加載試驗(yàn)進(jìn)行了瀝青路面車轍預(yù)估的試驗(yàn)修正和計(jì)算，預(yù)估的結(jié)果與 ALF加速加載試驗(yàn)的結(jié)果基本一致，這驗(yàn)證了基于