本文關(guān)鍵詞：考慮橫觀各向同性特性的舊路面瀝青加鋪層力學(xué)行為研究

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【摘要】：瀝青加鋪層作為一種舊路網(wǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)補強的典型方法,被廣泛應(yīng)用于舊瀝青路面和舊水泥路面改建工程。研究表明瀝青混凝土材料具有明顯的橫觀各向同性特性,而且瀝青混凝土的這種力學(xué)特性對路面力學(xué)行為有顯著影響。而瀝青混凝土的各向異性對瀝青加鋪層的影響尚不清楚,因此本文研究了考慮瀝青混凝土橫觀各向同性特性的舊路面瀝青加鋪層力學(xué)行為,力圖為瀝青加鋪層設(shè)計提供理論指導(dǎo)。本文依托國家自然科學(xué)基金項目“各向異性路面結(jié)構(gòu)力學(xué)行為及其參數(shù)智能反演研究”(項目編號:51278188),考慮瀝青混凝土材料的橫觀各向同性特性,應(yīng)用有限元計算方法,主要分析了基于瀝青混凝土材料的橫觀各向同性特性的舊瀝青路面及舊水泥路面瀝青加鋪層在各種荷載條件和環(huán)境條件下的力學(xué)行為。本文主要從以下兩個方面展開:(1)考慮瀝青混凝土材料的橫觀各向同性特性分析了舊瀝青路面加鋪層在豎向荷載、水平荷載、溫度模量梯度特性及舊瀝青路面裂縫等因素影響下的力學(xué)行為,并參考AI設(shè)計方法對瀝青加鋪路面的使用壽命進(jìn)行了預(yù)估分析。計算分析表明,瀝青混凝土材料的橫觀各向同性特性對舊瀝青路面加鋪層力學(xué)行為影響明顯。(2)基于舊水泥混凝土路面的大剛度和溫度敏感特性,本文在考慮加鋪層材料(瀝青混凝土)的橫觀各向同性特性的情況下分析了舊水泥路面加鋪層的荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力及耦合應(yīng)力,并分析了路面結(jié)構(gòu)層間不同接觸狀態(tài)對加鋪層力學(xué)行為的影響。計算分析表明,加鋪層材料的橫觀各向同性特性對舊水泥路面加鋪層力學(xué)行為影響明顯。通過對舊瀝青路面和舊水泥路面加鋪層力學(xué)行為受瀝青混凝土材料橫觀各向同性特性影響的計算分析,發(fā)現(xiàn)瀝青混凝土的橫觀各向同性特性對加鋪層力學(xué)行為及使用壽命的影響明顯,且現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范將其視為各向同性的做法會明顯高估路面的使用性能及服務(wù)壽命。因此,建議在對舊路面進(jìn)行瀝青加鋪改建設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)考慮瀝青混凝土材料的橫觀各向同性特性。
【關(guān)鍵詞】：道路工程 瀝青加鋪層 橫觀各向同性 有限元計算方法 壽命預(yù)估
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U418.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-18
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 關(guān)于瀝青加鋪路面結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的研究14-15
• 1.2.2 橫觀各向同性路面結(jié)構(gòu)力學(xué)行為研究15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及意義16-18
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容16
• 1.3.2 本文研究意義16-18
• 第2章 橫觀各向同性路面結(jié)構(gòu)分析理論18-24
• 2.1 層狀彈性空間問題基本理論18-20
• 2.1.1 平衡方程18
• 2.1.2 本構(gòu)方程18-19
• 2.1.3 幾何方程19
• 2.1.4 邊界條件19-20
• 2.1.5 邊值問題20
• 2.2 橫觀各向同性力學(xué)理論20-22
• 2.2.1 基本理論20-21
• 2.2.2 橫觀各向同性參數(shù)21-22
• 2.3 基于有限元方法的路面力學(xué)分析方法22-23
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)離散化22
• 2.3.2 選擇合理的位移函數(shù)22
• 2.3.3 單元分析22
• 2.3.4 等效節(jié)點力計算22
• 2.3.5 計算結(jié)果整合分析22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 舊瀝青路面加鋪層力學(xué)行為分析24-56
• 3.1 考慮橫觀各向同性的舊瀝青路面加鋪層力學(xué)行為24-32
• 3.1.1 參數(shù)的確定與模型的建立24-25
• 3.1.2 加鋪層力學(xué)行為分析25-32
• 3.2 考慮水平荷載作用的舊瀝青路面加鋪層力學(xué)行為分析32-37
• 3.2.1 考慮水平荷載作用的路面結(jié)構(gòu)模型參數(shù)32-33
• 3.2.2 加鋪層力學(xué)行為分析33-37
• 3.3 考慮加鋪層模量梯度特性的舊瀝青路面加鋪層力學(xué)行為37-47
• 3.3.1 瀝青混凝土的低溫模量梯度特性37-38
• 3.3.2 瀝青混凝土的高溫模量梯度特性38-39
• 3.3.3 考慮加鋪層模量梯度特性的模型參數(shù)39-40
• 3.3.4 模型計算結(jié)果分析40-47
• 3.4 考慮舊路面裂縫的舊瀝青路面加鋪層力學(xué)行為47-54
• 3.4.1 基本假設(shè)及模型參數(shù)47-48
• 3.4.2 橫向裂縫對加鋪層力學(xué)行為的影響48-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 舊水泥路面加鋪層力學(xué)行為分析56-69
• 4.1 考慮橫觀各向同性的舊水泥路面加鋪層力學(xué)行為56-63
• 4.1.1 計算模型參數(shù)的確定56-57
• 4.1.2 加鋪層荷載應(yīng)力分析57-59
• 4.1.3 加鋪層溫度應(yīng)力分析59-61
• 4.1.4 加鋪層耦合應(yīng)力分析61-63
• 4.2 考慮層間接觸狀態(tài)的舊水泥路面加鋪層力學(xué)行為63-68
• 4.2.1 計算模型參數(shù)的確定64
• 4.2.2 加鋪層力學(xué)行為分析64-68
• 4.3 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

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