本文關(guān)鍵詞：基于應變能理論的瀝青路面結(jié)構(gòu)抗剪分析

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【摘要】：車轍已成為影響我國瀝青路面正常使用的主要病害之一。多年來,盡管許多道路工作者為此開展了大量的抗剪研究并獲得了一定成果,但瀝青路面的車轍病害并未因此得到理想的解決。瀝青路面抗剪研究有必要打破傳統(tǒng),以更符合實際的強度理論和破壞準則為指導繼續(xù)開展。本文通過彈性層狀體系程序的力學計算分析和相關(guān)研究提出一種基于應變能理論的瀝青路面抗剪研究的思路和方法。首先建立瀝青路面結(jié)構(gòu)力學分析模型,分析車輛荷載作用下瀝青面層表面至基層內(nèi)的形變能、體變能、主應力、剪應力的一般響應規(guī)律。結(jié)果顯示,上面層為主要的抗車轍區(qū)域,在荷載范圍內(nèi)的路表薄層區(qū)域集中了路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的絕大部分應變能,其中形變能所占比例很高,即該位置處的瀝青混合料所受扭曲變形作用最大,這種作用易導致混合料產(chǎn)生剪切流變。此外,高水平的形變能必伴有高主應力值、剪應力值和高應力不均勻值。以各深度處形變能最大值點位為分析對象,進行各因素對形變能的影響狀況研究。結(jié)果表明:不同基層形式、不同結(jié)構(gòu)層厚度的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)形變能大小和響應規(guī)律基本一致;水平荷載嚴重威脅瀝青路面抗剪能力,水平力系數(shù)增加后,路面內(nèi)形變能明顯增大,輪跡邊緣處形成的形變能集中現(xiàn)象加劇,抗車轍區(qū)域承擔的破壞作用增大;形變能對面層彈性模量較敏感,尤其對上面層模量的變化反應強烈,表現(xiàn)為模量越高產(chǎn)生的形變能越小,宜選用既有良好彈性變形能力又有高彈性模量的材料作上面層,特殊路段可對表面薄層進行強化處理;面層層間粘結(jié)強度不足會引起形變能增加,導致路表面處的瀝青混合料更易產(chǎn)生車轍變形。研究認為,若采用形變能為抗剪研究指標,可打破將單一應力分量視為破壞力、強度研究局限于摩爾-庫倫理論的僵化思路,能綜合考慮三向應力對材料強度的形成和破壞的作用,使瀝青混合料強度特性和破壞特征的理論值與實際值更加吻合。最后設(shè)計以單向受壓試驗獲取瀝青混合料的極限形變能來評價其抗剪強度,初步建立了以形變能為指標的抗剪驗算方法。
【關(guān)鍵詞】：瀝青路面 應變能 形變能 影響因素 抗剪強度 強度理論
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U416.217
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 我國瀝青路面抗剪設(shè)計指標13-14
• 1.2.2 瀝青路面車轍破壞機理14-16
• 1.2.3 瀝青混合料抗剪性能評價方法16-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 相關(guān)理論與分析模型19-30
• 2.1 應變能原理19-22
• 2.2 彈性層狀體系理論22-27
• 2.2.1 彈性層狀體系理論簡介22-26
• 2.2.2 BISAR軟件簡介26-27
• 2.3 分析模型27-29
• 2.3.1 路面結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3.2 計算荷載28-29
• 2.3.3 點位布置29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)應變能響應狀態(tài)30-42
• 3.1 形變能豎向分布規(guī)律30-32
• 3.2 形變能平面分布規(guī)律32-35
• 3.3 形變能極大值位置35-37
• 3.3.1 峰值區(qū)域35-36
• 3.3.2 最大值點位36-37
• 3.4 主應力水平37-39
• 3.5 體變能響應狀態(tài)39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 第4章 瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)形變能影響因素研究42-55
• 4.1 水平荷載的影響42-44
• 4.2 結(jié)構(gòu)層彈性模量的影響44-49
• 4.2.1 上面層模量45-47
• 4.2.2 中面層模量47-49
• 4.2.3 下面層、基層模量49
• 4.3 層間結(jié)合條件的影響49-54
• 4.3.1 層間彈性柔量與滑動系數(shù)49-50
• 4.3.2 面層-面層層間結(jié)合條件50-52
• 4.3.3 面層-基層層間結(jié)合條件52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 基于形變能指標的瀝青路面抗剪性能評價55-64
• 5.1 經(jīng)典強度破壞理論55-56
• 5.2 瀝青混合料強度形成56-57
• 5.3 應力狀態(tài)對瀝青混合料強度的作用57-60
• 5.3.1 復雜應力狀態(tài)57-59
• 5.3.2 第二主應力的影響59-60
• 5.4 抗剪驗算60-62
• 5.4.1 極限形變能的確定60
• 5.4.2 抗剪驗算方法60-61
• 5.4.3 應用示例61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)語64-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 附錄A (攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄)71

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