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基本信息

項目名稱:
重型荷載下瀝青路面的性能研究
小類:
機械與控制
簡介:
作為公路路面的主要結構形式之一,瀝青路面以其諸多優點在國內外得到廣泛應用。隨著國民經濟快速發展,車輛迅速大型化,高速運行的車輛受到路面不平整的激勵,產生附加的振動沖擊作用,很多瀝青路面呈現出一定的破壞,直接影響車輛運行,縮短了瀝青路面使用壽命。因此,深入研究重型荷載下瀝青路面的性能具有重大的意義。
詳細介紹:
本項目重點關注在相同自然環境下不同重型荷載對路面的破壞情況。隨著時間的增長,瀝青路面的性能是否依舊,在重型荷載的影響下,瀝青路面的性能有哪些變化。 本項目通過觀察和實驗不同重型荷載經過瀝青路面前后,路面的破壞程度,并采集實際車輛荷載作用下的應變數據,為靜載實驗和理論計算提供一定依據。 具體實施步驟如下: 1.模擬制作公路瀝青混凝土路面:購買原材料,采用土木工程與力學學院的瀝青混合料攪拌機對其進行制作。 2.進行靜載實驗:采用土木工程與力學學院的電子萬能材料試驗機對制作的瀝青路面進行施壓,觀察并記錄受破壞過程及抗破壞能力。 3.進行實地調查,每天觀察不同地區不同路段的重型汽車荷載通過率,記錄數據并調查其公路使用過的時間和受破壞程度,并研究近似重型汽車荷載通過率的兩個路段受到的破壞程度。 4.進行野外實驗:找到一個工地實習,將模擬好的公路試樣進行實驗,改變車輛荷載與速度大小,采集實際荷載作用下的應變數據。 5.對觀察及實驗過程中得到的數據進行計算與繪圖,分析得到的結果。希望能夠通過理論知識的運用與實踐為改善公路瀝青路面的使用質量和延長使用壽命提供有力幫助。

作品專業信息

撰寫目的和基本思路

通過學校模擬實驗,測出靜荷載下公路瀝青路面的受力性能。 進行現場試驗,觀察不同路段重型車輛的通過率,調查路面破壞情況,同時對其使用年限進行調查并得出結論。 去工地實習,模擬車輪荷載在瀝青路面上的作用,改變車輛荷載與速度大小,采集相應條件下瀝青路面的應變數據。 分析處理數據,歸納總結得出的結論。

科學性、先進性及獨特之處

瀝青路面在重型荷載作用下難免會出現車轍、裂縫、坑槽等破損病害,若不能及時有效地進行維修會使病害加重擴散,影響道路的使用安全性能。更重要的是瀝青路面加載從靜態向動態轉化的設計方案為進行車輛—道路系統友好設計提供了理論基礎,能夠推動路面設計方法革新,有助于降低運輸成本,有良好的市場前景和長遠的戰略意義。

應用價值和現實意義

隨著我國經濟的快速發展及科學技術的進步,瀝青路面已成為我國公路路面結構的主要形式之一,但隨之而來的車輛增多、超載和超速等問題使瀝青路面損害越來越嚴重,而大量頻繁的維修、罩面或改建不僅妨礙了交通安全,使養護費、用戶費劇增,帶來了經濟上的損失,因此研究荷載對瀝青路面的破壞有極其深遠的意義。

學術論文摘要

立項的目的和基本思路 國內目前研究現狀 項目計劃及實施步驟 項目的實際應用價值和現實意義 項目的預期成果

獲獎情況

項目正在進行中

鑒定結果

蘭州大學土木工程與力學學院立項支持

參考文獻

[1] 鄧學鈞, 孫璐. 車輛-地面結構系統動力學[M]. 北京 人民交通出版社, 2000 [2] 劉大維, 陳靜等. 車輛對路面作用隨機動載荷的試驗[J]. 農業機械學報, 2005 [3] 蒯行成, 吳朝輝, 李永紅. 車輛振動瞬態分析及動荷載[J]. 中南公路工程, 2004 [4] 鄭仲浪. 大型貨車對路面動作用力的研究[D]. 長安大學, 2007 [5] 趙杰,閆衛紅. 重型車輛對路面的振動沖擊荷載. 交通標準化,2010

同類課題研究水平概述

由于重型車的不斷增加,不少機構和學者都對重載交通路面進行了探索。孫璐[1]采用車輛動力學模型研究了車輛動荷載,還采用加速度傳感器進行了試驗,劉大維[2]等人也采用類似試驗方法研究了重型車輛對路面的動荷載;蒯行成[3—4]等人采用時域分析法進行了相關研究。這些研究在理論模型中,其簧上質量均簡化成一位置固定的點質量,但是簧上質量由空車簧上質量和裝載質量兩部分組成,裝載質量增加時簧上質量的大小和質心位置均發生變化。趙杰和閆衛紅[5]建立了四自由度的二分之一車輛動力學模型,研究車輛對路面作用的動力荷載,并分析車輛的軸重,胎壓對車輛動載荷的影響,但是,胎壓對車輛動荷載的影響還存在一定的局限性。 參考文獻: [1] 鄧學鈞, 孫璐. 車輛-地面結構系統動力學[M]. 北京 人民交通出版社, 2000 [2] 劉大維, 陳靜等. 車輛對路面作用隨機動載荷的試驗[J]. 農業機械學報, 2005 [3] 蒯行成, 吳朝輝, 李永紅. 車輛振動瞬態分析及動荷載[J]. 中南公路工程, 2004 [4] 鄭仲浪. 大型貨車對路面動作用力的研究[D]. 長安大學, 2007 [5] 趙杰,閆衛紅. 重型車輛對路面的振動沖擊荷載. 交通標準化,2010
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