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赞比亚大约有40,113公里干线公路,其中包括60％铺砌,40%未铺砌。当路面国际平整度指数分别为IRI<4.5,4.59m/km时,对应路况服务条件分别是良好、一般和差。根据IRI判定标准,赞比亚已铺砌路网的路况服务水平有25%的公路处于良好,35%一般,40%差;未铺设路网的道路服务水平有10%的公路处于良好,11%一般,79%是差的。由于赞比亚通过道路运输出口至邻近海港国家受复杂的交通荷载以及持续高温的恶劣环境的影响,沥青路面出现了严重的车辙损坏,这给道路运营造成了巨大的影响,开展沥青路面车辙预估研究,对于改善道路运营非常必要。 本文针对赞比亚特殊的热带气候条件,利用有限元分析工具建立模型,预测永久变形并进行性能评估。通过落锤式弯沉仪测定了45公里柔性路面弯沉值,分析了气温和湿度季节性环境因素对路面的影响。用反演计算技术确定了5个不同结构层的弹性模量,通过时间-温度等效原则确定模量曲线,分析了温度变化的影响。基于残余寿命来设计路面面层的混合料,并通过室内试验来确定其有限元模型。 研究结果表明:通过落锤式弯沉测定数据反算模量为有限元分析提供了可靠的材料模型输入。加速加载实验得到的永久变形结果为有限元车辙预测模型提供了验证和评估数据,本文提出蠕变模型和粘弹塑性模型预测得到车辙的发展状况和加速加载测量的结果较一致。从对几段代表性区域的车辙预测评估中还可看出:软弱路基也是造成赞比亚公路车辙的一大因素。该研究为赞比亚将来沥青路面设计由经验法过渡到力学经验法以及基于性能的路面材料和测试程序的选择提供了很好的建议。通过在野外进行加速加载实验测定实际的车辙变形,并对模型加以校正,提出了预测车辙模型。