本文關鍵詞：凍融作用下環(huán)氧瀝青混凝土斷裂行為研究

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【摘要】：裂縫病害是我國鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝常見的病害類型,特別是在冬季低溫條件下,路面中積聚的水和雪受反復的凍融循環(huán)作用,加劇了環(huán)氧瀝青鋪裝抗裂性能的衰減。盡管廣大道路工作者及科研人員對瀝青路面的水損壞問題進行了多年的研究,但是冬季低溫條件下環(huán)氧瀝青鋪裝的凍融破壞問題至今尚未得到有效解決。因此本文針對凍融作用下環(huán)氧瀝青混凝土的斷裂行為進行研究。首先,根據(jù)既有文獻及試驗規(guī)范,設計了凍融作用下環(huán)氧瀝青混凝土梁三點彎曲試驗,計算了不同凍融循環(huán)次數(shù)下環(huán)氧瀝青混凝土的彎曲勁度模量和斷裂能；采用數(shù)值模擬的方法建立了凍融作用下環(huán)氧瀝青混凝土單邊切口梁三點彎曲試驗的有限元模型,計算了環(huán)氧瀝青混凝土的斷裂性能參數(shù),如平面應變斷裂韌度(KIC)、延性斷裂韌度(JIC)、極限拉應力和極限伸長線應變；分析了凍融作用對環(huán)氧瀝青混凝土斷裂參數(shù)及開裂方向的影響。其次,建立了帶裂縫環(huán)氧瀝青混凝土雙層組合梁、與鋼板復合梁三點彎曲試驗有限元模型；根據(jù)環(huán)氧瀝青混凝土單邊切口梁三點彎曲試驗有限元模型計算得到的環(huán)氧瀝青混凝土斷裂韌度,計算了帶裂縫環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)開裂時的層間剪應力、極限橫向拉應力／應變與斷裂承載力,分析了凍融循環(huán)對帶裂縫環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)力學性能的影響。最后,對環(huán)氧瀝青混凝土抗裂性能各分項評價指標進行了相似性分析,建立了環(huán)氧瀝青混凝土抗裂性能綜合評價的層次分析模型；通過單因素方差分析,確定了各分項評價指標的權重向量；通過模糊綜合評判的方法評判了凍融作用下環(huán)氧瀝青混凝土抗裂性能；根據(jù)模糊綜合評判結(jié)果,提出了冬季低溫條件下帶裂縫環(huán)氧瀝青混凝土的養(yǎng)護策略。研究結(jié)果表明：在冬季低溫條件下,為保證環(huán)氧瀝青混凝土的抗裂性能,路面養(yǎng)護單位每30天(1個月)需對鋼橋面環(huán)氧瀝青鋪裝進行一次養(yǎng)護。
【關鍵詞】：環(huán)氧瀝青混凝土 凍融循環(huán) 斷裂行為 層間剪應力 斷裂承載力 模糊綜合評價 養(yǎng)護策略
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U443.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 凍融作用對瀝青混凝土影響的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 材料斷裂參數(shù)測試方法11-12
• 1.2.3 瀝青混凝土斷裂行為數(shù)值模擬技術12-14
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀綜合分析14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容15-17
• 1.3.1 研究目標15
• 1.3.2 研究內(nèi)容15
• 1.3.3 研究技術路線15-17
• 第二章 斷裂力學基本理論及EAC小梁室內(nèi)試驗設計17-29
• 2.1 斷裂力學基本理論17-21
• 2.1.1 裂紋的基本類型17-19
• 2.1.2 應力強度因子理論19-20
• 2.1.3 J積分理論20
• 2.1.4 斷裂能理論及其測定方法20-21
• 2.2 EAC小梁室內(nèi)試驗設計21-28
• 2.2.1 環(huán)氧瀝青混凝土試件的凍融循環(huán)試驗設計21-23
• 2.2.2 多次凍融循環(huán)后環(huán)氧瀝青混凝土試件三點彎曲試驗23-25
• 2.2.3 環(huán)氧瀝青混凝土試件的制備25-28
• 本章小結(jié)28-29
• 第三章 凍融作用下EAC斷裂行為研究29-48
• 3.1 凍融作用下EAC小梁彎曲勁度模量研究29-33
• 3.1.1 彎曲試驗彎曲勁度模量計算方法29-30
• 3.1.2 凍融作用對EAC彎曲勁度模量的影響30-33
• 3.1.3 基于損傷變量的凍融作用下EAC彎曲勁度模量研究33
• 3.2 凍融作用下EAC單邊切口梁斷裂能研究33-35
• 3.2.1 基于梯形公式的數(shù)值積分法概述33-34
• 3.2.2 凍融作用對EAC斷裂能的影響34-35
• 3.3 凍融作用下EAC單邊切口梁三點彎曲試驗數(shù)值仿真35-46
• 3.3.1 斷裂力學的數(shù)值計算方法35
• 3.3.2 EAC單邊切口梁三點彎曲試驗有限元建模35-37
• 3.3.3 EAC單邊切口梁三點彎曲試驗模型有效性驗證37-40
• 3.3.4 凍融作用下EAC斷裂行為研究40-46
• 本章小結(jié)46-48
• 第四章 基于斷裂韌度的帶裂縫雙層環(huán)氧結(jié)構(gòu)力學性能研究48-62
• 4.1 國內(nèi)常見“雙層環(huán)氧”鋪裝結(jié)構(gòu)調(diào)研48-49
• 4.2 帶裂縫雙層環(huán)氧結(jié)構(gòu)力學性能選取49-50
• 4.3 凍融作用下帶裂縫EAC鋪裝組合結(jié)構(gòu)力學性能研究50-54
• 4.3.1 帶裂縫EAC雙層組合梁模型50-51
• 4.3.2 荷載作用方式及邊界條件51
• 4.3.3 計算結(jié)果輸出51-52
• 4.3.4 凍融作用下帶裂縫EAC鋪裝組合結(jié)構(gòu)力學性能研究52-54
• 4.4 凍融作用下帶裂縫EAC鋪裝復合結(jié)構(gòu)力學性能研究54-61
• 4.4.1 帶裂縫EAC與鋼板復合梁模型54-55
• 4.4.2 荷載作用方式及邊界條件55
• 4.4.3 計算結(jié)果輸出55-56
• 4.4.4 凍融作用下帶裂縫EAC鋪裝復合結(jié)構(gòu)力學性能研究56-61
• 本章小結(jié)61-62
• 第五章 帶裂縫EAC養(yǎng)護策略研究62-79
• 5.1 EAC抗裂性能評價指標相似性分析62-69
• 5.1.1 模糊聚類分析法概述62-64
• 5.1.2 EAC抗裂性能評價指標相似性分析64-69
• 5.2 EAC抗裂性能評價指標權重分析69-74
• 5.2.1 單因素方差分析法概述69-70
• 5.2.2 層次權重決策分析法概述70-72
• 5.2.3 ANOVA-AHP在EAC抗裂性能評價中的應用研究72-74
• 5.3 EAC抗裂性能評價指標研究74-77
• 5.3.1 模糊綜合評價相關定義概述74
• 5.3.2 帶裂縫EAC養(yǎng)護策略研究74-77
• 本章小結(jié)77-79
• 第六章 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 主要研究結(jié)論79-80
• 6.2 進一步研究設想80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文87

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本文編號：845499