【摘要】：隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn),城鎮(zhèn)道路的快速建設(shè),水泥混凝土路面建設(shè)持續(xù)發(fā)展。水泥混凝土路面的快速發(fā)展,推動了經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展,但早期修建的水泥混凝土路面已經(jīng)達(dá)到或即將達(dá)到設(shè)計使用壽命,達(dá)到了路面大中修年限,出現(xiàn)了不同程度的結(jié)構(gòu)性破壞和功能性缺陷。目前,瀝青加鋪舊水泥混凝土路面作為水泥混凝土路面大中修的主要方案,對其的研究主要集中在結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力的影響因素及控制應(yīng)力的方法上。由于舊水泥路面面層存在裂縫以及其它層間力學(xué)特性的影響因素較多,研究分析各個影響因素對路面結(jié)構(gòu)層之間應(yīng)力特性的影響較為復(fù)雜,沒有進(jìn)行詳盡的研究。本文應(yīng)用ABAQUS有限元分析軟件建立瀝青加鋪舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的三維有限元模型,研究分析瀝青加鋪層厚度、加鋪層模量、裂縫、超載、夾層厚度、夾層模量對瀝青加鋪層層底最大主應(yīng)力及豎直方向上最大剪應(yīng)力的影響。研究表明:在荷載作用下,增加瀝青加鋪層厚度能明顯減小加鋪層底部的最大主應(yīng)力和豎直方向上的最大剪應(yīng)力;增加瀝青加鋪層模量不能明顯減小加鋪層底部的最大主應(yīng)力和豎直方向上的最大剪應(yīng)力;瀝青加鋪層層底的最大主應(yīng)力和層底豎直方向上的最大剪應(yīng)力隨著荷載的增加呈直線增加趨勢;裂縫對瀝青面層底部的最大主應(yīng)力影響較小(1%~2%左右),而對層底豎直方向上的最大剪應(yīng)力影響較大;增加夾層厚度不能明顯減小瀝青加鋪層層底的最大主應(yīng)力,而且增大了瀝青加鋪層層底豎直方向上的最大剪應(yīng)力;瀝青加鋪層層底的最大主應(yīng)力隨著夾層彈性模量的增加呈增大趨勢,而瀝青加鋪層層底豎直方向上的最大剪應(yīng)力隨夾層彈性模量的增加呈減小趨勢。另外,通過室內(nèi)縮尺試驗,驗證軟件模擬結(jié)果的可用性,而且發(fā)現(xiàn)裂縫、偏載、超載都明顯的增大瀝青加鋪舊水泥路面瀝青加鋪層層底應(yīng)力,使路面結(jié)構(gòu)加速破壞,加鋪油氈夾層能有效減緩其破壞。本文還對瀝青加鋪舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了溫度場模擬,通過對不同路表溫度下路面結(jié)構(gòu)的溫度進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度變化受路表溫度和路面結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)參數(shù)、比熱容和導(dǎo)溫系數(shù)影響;在不同溫度下,由于道路結(jié)構(gòu)各層材料不同,使其在各層接觸面處產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力,尤其新加鋪的瀝青面層與舊水泥面層之間產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力;隨著路表溫度的增加,新加鋪的瀝青面層與舊水泥路面接觸面處的溫度應(yīng)力呈逐漸增大趨勢。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U418.6

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本文編號：2553901