【博士】設(shè)計(jì)瀝青路面及其方法的研究【2003】

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　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2003年　　該研究正是圍繞著這樣一個(gè)概念開(kāi)展了一系列的研究工作.這些工作包括:　　● 瀝青路面早期破壞的原因;　　● 高速公路設(shè)計(jì)的理念;　　● 結(jié)構(gòu)層壽命匹配的概念;　　● 以結(jié)構(gòu)層壽命匹配原則設(shè)計(jì)瀝青路面的方法;　　● 設(shè)計(jì)瀝青混合料的數(shù)值方法;　　● 設(shè)計(jì)舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層.　　主要研究結(jié)論:　　l、研究和大量工程實(shí)例表明,單一的路面結(jié)構(gòu)形式和模式化設(shè)計(jì)體系與瀝青路面早期損壞具有一定的關(guān)系.　　2、高速公路不是一次性消費(fèi)品;對(duì)于高速公路來(lái)講,設(shè)計(jì)年限和路面使用壽命不應(yīng)是相同的概念,應(yīng)該設(shè)定一個(gè)較長(zhǎng)的分析和設(shè)計(jì)年限;應(yīng)根據(jù)道路可能出現(xiàn)的破壞模式明確設(shè)定道路在服務(wù)期間內(nèi)和服務(wù)期末擬采取的最經(jīng)濟(jì)的維修方式(模式),即設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)的破壞模式和維修方式.　　3、為了設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)的破壞模式和維修方式,必須對(duì)擬采用的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)層壽命分析,找出壽命臨界層,并做好結(jié)構(gòu)層壽命的合理搭配.　　4、為了保證結(jié)構(gòu)層壽命分析的可靠性,必須對(duì)輸入變量提出質(zhì)量要求,用于分析的輸入變量應(yīng)具有與道路等級(jí)相適應(yīng)的可靠度要求,這一點(diǎn)美國(guó)AASHTO路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南2002關(guān)于分水平輸入的做法是應(yīng)該借鑒的.　　5、理論分析和試驗(yàn)路長(zhǎng)期觀測(cè)均證明,純粹的半剛性基層結(jié)構(gòu)或柔性基層結(jié)構(gòu)可能都不是一種適合長(zhǎng)期使用的瀝青路面結(jié)構(gòu).　　6、根據(jù)使用要求和功能設(shè)計(jì)瀝青混合料是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的具體體現(xiàn),是高新技術(shù)時(shí)代材料科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志.　　7、微觀力學(xué)分析對(duì)于指導(dǎo)瀝青混合料材料設(shè)計(jì)是重要的.適宜的設(shè)計(jì)瀝青混合料模式應(yīng)該是:多因素的微觀分析→宏觀力學(xué)行為預(yù)測(cè)→工程材料設(shè)計(jì).　　8、數(shù)字圖像結(jié)合力學(xué)數(shù)值計(jì)算技術(shù)將成為瀝青混合料分析、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)的最有前途的手段.然而,目前常用的有限元法還在一系列問(wèn)題沒(méi)能很好解決.　　9、離散單元方法(DEM)是近年來(lái)開(kāi)發(fā)并廣泛應(yīng)用于巖土工程領(lǐng)域的一項(xiàng)新的數(shù)值模擬和計(jì)算技術(shù).　　10、經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展和使用,基于平面彈性層狀體系理論的瀝青路面力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)體系已經(jīng)比較成熟.在此基礎(chǔ)上,提出的瀝青混合料可視化設(shè)計(jì)過(guò)程和基于有限元分析結(jié)果的離散單元微觀材料分析設(shè)計(jì)模式,以及與路面材料常規(guī)試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字虛擬試驗(yàn)方法對(duì)于提高試驗(yàn)和設(shè)計(jì)效率、降低成本、改善瀝青路面設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要意義.　　11、該研究開(kāi)發(fā)的基于數(shù)字圖像的瀝青混合料試件重構(gòu)技術(shù)具有兩方面的意義:①由集料顆粒的數(shù)字圖像和試件重構(gòu)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程;②由混合料試件斷面的數(shù)字圖像和試件重構(gòu)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的數(shù)字化評(píng)價(jià)過(guò)程.　　12、結(jié)合水泥混凝土路面加鋪瀝青面層工程,驗(yàn)證了瀝青混合料數(shù)字化設(shè)計(jì)方法和該研究所提出的舊水泥混凝土加鋪瀝青面層的設(shè)計(jì)過(guò)程?！　?

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