公路交通在生活實踐中發(fā)揮不可替代作用。經(jīng)濟水平大力發(fā)展,國家交通事業(yè)得到了大力發(fā)展。本文以新疆地區(qū)某高速公路作為研究背景,對道路結(jié)構(gòu)進行力學(xué)特性研究。新疆地區(qū)夏季高溫少雨,這種情況下路面結(jié)構(gòu)材料的彈性模量會降低,瀝青混合料的粘彈性特征增強,在行車重載的作用下極易發(fā)生車轍現(xiàn)象。車轍在新疆地區(qū)屬于高發(fā)區(qū),不僅路面產(chǎn)生破壞,對駕駛?cè)藛T的行車安全有重大隱患,同時也降低了行車舒適感。因此通過路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論,對新疆地區(qū)高速公路建設(shè)提供技術(shù)參考。本文主要研究內(nèi)容有以下幾點:（1）首先本文從溫度場研究著手,在試驗標段不同深度處埋置好溫度傳感器,修建設(shè)備儲藏室等。后期提取溫度數(shù)據(jù),選取適當?shù)臏囟阮A(yù)估模型,建立符合新疆本地的溫度場預(yù)估模型。本文選取的模型計算后與實地測量數(shù)值較吻合,可以作為正常數(shù)據(jù)使用。（2）在溫度場的基礎(chǔ)上,賦予道路結(jié)構(gòu)材料不同熱物理屬性使用有限元軟件對結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力進行分析,實驗結(jié)果與實際受力情況一致。（3）在高溫情況下,面層采用粘彈性模型對車轍進行研究分析。在環(huán)境狀態(tài)一樣的情況下面層采用線彈性本構(gòu)關(guān)系對路面車轍研究,針對兩種情況下路面車轍研究分析采用粘彈性的本... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 瀝青混合料的粘彈性能研究
        1.2.2 道路結(jié)構(gòu)溫度場研究
        1.2.3 瀝青路面力學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線圖
第二章 相關(guān)理論基礎(chǔ)
    2.1 有限元基本思想
        2.1.1 有限單元法概述
        2.1.2 ANSYS軟件簡介
        2.1.3 ANSYS有限元分析在道路工程中的應(yīng)用
    2.2 瀝青路面溫度場基本概念
        2.2.1 熱量的基本傳遞方式
        2.2.2 溫度場和溫度梯度
        2.2.3 傅里葉(Fourier)定律
        2.2.4 熱傳導(dǎo)微分方程
        2.2.5 溫度場的邊界條件
    2.3 粘彈性理論
        2.3.1 粘彈性材料特性
        2.3.2 粘彈性材料本構(gòu)理論
    2.4 瀝青路面結(jié)構(gòu)溫度有限元邊界參數(shù)
        2.4.1 路表熱交換系數(shù)
        2.4.2 太陽總輻射日過程
        2.4.3 外界氣溫日過程
        2.4.4 材料參數(shù)
        2.4.5 力學(xué)參數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 溫度場實地測量與溫度場預(yù)估模型的建立
    3.1 依托工程概述
    3.2 試驗儀器簡介
    3.3 溫度傳感器埋設(shè)
        3.3.1 斷面位置選擇
        3.3.2 溫度傳感器埋置方法
    3.4 路面溫度人工實地測量
        3.4.1 手持式試驗儀器簡介
        3.4.2 現(xiàn)場測量
    3.5 數(shù)據(jù)采集結(jié)果分析
    3.6 溫度預(yù)估模型
        3.6.1 環(huán)境因素對路面溫度場的影響
        3.6.2 路面溫度場的預(yù)估模型
        3.6.3 路面溫度預(yù)估模型待定系數(shù)求解
    3.7 實測值與理論值計算結(jié)果與分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 溫度場及溫度應(yīng)力數(shù)值模擬分析
    4.1 有限元計算參數(shù)與模型
        4.1.1 基本假設(shè)
        4.1.2 有限元模型
        4.1.3 參數(shù)選取
    4.2 瀝青路面溫度場分析
        4.2.1 溫度場模擬計算過程
        4.2.2 溫度場模擬計算結(jié)果分析
        4.2.3 溫度場模擬計算結(jié)果與實測數(shù)值分析
    4.3 路面結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力數(shù)值計算
        4.3.1 數(shù)值計算模型
        4.3.2 溫度應(yīng)力計算結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于粘彈性模型的面層車轍分析
    5.1 瀝青路面有限元模型的建立
    5.2 Burgers模型在ANSYS中具體實現(xiàn)
        5.2.1 Burgers模型參數(shù)的回歸
        5.2.2 Prony級數(shù)的轉(zhuǎn)化
    5.3 荷載及作用模式的簡化
        5.3.1 荷載模型簡化
        5.3.2 荷載作用時間
    5.4 標準荷載作用下的路面力學(xué)性能分析
        5.4.1 應(yīng)力云圖
        5.4.2 應(yīng)力數(shù)值模擬結(jié)果
    5.5 路面車轍的多因素分析
        5.5.1 軸載作用次數(shù)對瀝青路面車轍的影響
        5.5.2 超載對路面車轍的影響
        5.5.3 溫度對路面車轍的影響
    5.6 車輛交通量調(diào)查分析
    5.7 高速公路瀝青路面車轍指標模型
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表論文
致謝
附錄一 MATLAB計算案例
附表二 Prony級數(shù)在ANSYS APDL中的輸入



本文編號：3647684