本文關鍵詞：高寒地區(qū)瀝青路面溫度與荷載耦合動力行為

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【摘要】：目前,瀝青路面是我國高等級公路路面的主要結構形式,隨著公路運輸?shù)闹剌d化和高速化,瀝青路面使用壽命嚴重不足,這己成為制約我國高速公路發(fā)展的難題。因此,針對不同類型瀝青路面結構的動態(tài)力學行為展開研究,對探究路面結構損壞機理、優(yōu)化路面結構組合,從而提高路面壽命具有重要的工程實際意義。本文以半剛性基層、柔性基層二種典型的瀝青路面結構為研究對象,對瀝青混合料的動態(tài)性能、瀝青路面的溫度行為及溫度動載耦合作用下的瀝青路面動力行為特征進行了較系統(tǒng)的研究,論文主要研究工作如下：(1)通過對SMA-13、AC-20、AC-25三種瀝青混合料開展單軸壓縮動態(tài)模量試驗,獲得了不同溫度和頻率下的瀝青混合料動態(tài)模量及相位角,并結合近似方法,擬合出松弛模量主曲線和時間-溫度移位因子,在此基礎上給出了瀝青混合料的粘彈性參數(shù),為后文的數(shù)值模擬提供了基于實測數(shù)據(jù)的材料參數(shù)。(2)為研究高寒地區(qū)瀝青路面結構溫度行為,以ABAQUS軟件為計算平臺,結合正交試驗方法及滯后衰減氣溫模型,進行了氣象參數(shù)對瀝青路面溫度場影響及其參數(shù)敏感性分析,討論了結構類型、結構層厚度及層間狀態(tài)等因素對路面溫度場及溫度應力分布狀況的影響,預測了瀝青面層不同深度溫度日變化。(3)分別考慮定點沖擊荷載特性和移動荷載特性,建立了瀝青路面結構動力響應三維有限元模型,并以模擬的溫度場數(shù)據(jù)作為瀝青路面的溫度分布狀況,研究分析軸重、車速、層間狀態(tài)及溫度時段等對荷載作用下的路面動態(tài)響應的影響,并結合多元回歸分析建立了其各結構層動態(tài)指標預估模型和疲勞壽命模型。(4)對比沖擊荷載與移動荷載作用下路面結構的動態(tài)響應,分析不同荷載模型對響應結果的影響及其合理性,為進一步提出可靠的荷載數(shù)學模型做出具有參考性的探索工作。
【關鍵詞】：瀝青路面 有限元模型 溫度場 沖擊荷載 移動荷載 預估模型 動態(tài)分析
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.217
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 瀝青路面溫度行為研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 瀝青路面動力響應研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究內容及技術路線16-18
• 第2章 計算基本理論與模型參數(shù)18-32
• 2.1 有限元軟件介紹18
• 2.2 瀝青路面數(shù)值模擬分析基礎18-28
• 2.2.1 道路材料本構關系18-22
• 2.2.2 層間接觸條件22-23
• 2.2.3 荷載模型23-27
• 2.2.4 粘彈性人工邊界27
• 2.2.5 阻尼條件27-28
• 2.3 傳熱學理論28-31
• 2.3.1 熱傳導28-29
• 2.3.2 熱對流29
• 2.3.3 熱輻射29
• 2.3.4 周期性變溫條件下路面溫度場邊界形式29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 高寒地區(qū)瀝青路面溫度行為32-44
• 3.1 計算參數(shù)與模型32-34
• 3.1.1 氣象參數(shù)32
• 3.1.2 路面結構和材料參數(shù)32-33
• 3.1.3 計算模型33-34
• 3.2 氣象參數(shù)敏感性分析34-35
• 3.3 溫度場及溫度應力分析35-41
• 3.3.1 溫度場分析35-36
• 3.3.2 溫度應力分析36-38
• 3.3.3 結構組合形式對溫度行為的影響38-39
• 3.3.4 層間結合狀態(tài)對溫度行為的影響39-41
• 3.4 瀝青面層溫度日變化預測41-42
• 3.5 本章小結42-44
• 第4章 基于溫度與沖擊荷載耦合的路面動力響應分析44-63
• 4.1 路面結構實際溫度場分布44-45
• 4.2 路面三維動載有限元模型45-47
• 4.2.1 材料參數(shù)45-46
• 4.2.2 荷載參數(shù)46
• 4.2.3 計算模型46-47
• 4.3 沖擊荷載作用下的動力響應分析47-56
• 4.3.1 荷載參數(shù)變化對路面結構動力響應的影響47-53
• 4.3.2 層間接觸狀況對路面結構動力響應的影響53-56
• 4.4 瀝青路面疲勞壽命分析56-58
• 4.5 瀝青路面性能關鍵影響因素及其影響規(guī)律58-61
• 4.5.1 影響因素灰關聯(lián)分析58-59
• 4.5.2 關鍵因素影響規(guī)律59-60
• 4.5.3 關鍵因素影響模型60-61
• 4.6 本章小結61-63
• 第5章 基于溫度與移動荷載耦合的路面動力響應分析63-85
• 5.1 路面結構實際溫度場分布63
• 5.2 路面三維動載有限元模型63-64
• 5.2.1 材料參數(shù)63
• 5.2.2 荷載模型63-64
• 5.2.3 計算模型64
• 5.3 移動荷載作用下的動力響應分析64-79
• 5.3.1 荷載參數(shù)變化對路面結構動力響應的影響65-75
• 5.3.2 層間接觸狀況對路面結構動力響應的影響75-79
• 5.4 瀝青路面疲勞壽命分析79-81
• 5.5 瀝青混合料疲勞性能關鍵影響因素及其影響規(guī)律81-83
• 5.5.1 影響因素灰關聯(lián)分析81
• 5.5.2 關鍵因素影響規(guī)律81-82
• 5.5.3 關鍵因素影響模型82-83
• 5.6 本章小結83-85
• 第6章 沖擊荷載與移動荷載的路面動力響應對比分析85-89
• 6.1 不同荷載模型作用下動力響應的對比分析85-87
• 6.2 不同荷載模型作用下瀝青路面疲勞壽命的對比分析87-88
• 6.3 本章小結88-89
• 結論與展望89-92
• 結論89-91
• 展望91-92
• 致謝92-93
• 參考文獻93-98
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果98

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