本文選題：瀝青路面 + 裂縫�。� 參考：《東北大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：車(chē)輛荷載反復(fù)作用引起路面的疲勞裂縫是瀝青路面主要損壞形式之一。究其本質(zhì),實(shí)際是路瀝青面層材料發(fā)生了疲勞損傷和破壞。只有弄清楚車(chē)輛荷載作用下瀝青面層疲勞裂縫形成及開(kāi)展過(guò)程才能更有效的指導(dǎo)瀝青路面的抗疲勞設(shè)計(jì)。瀝青混合料常溫下即可表現(xiàn)出一定的粘塑性,也就是說(shuō)瀝青路面在絕大多數(shù)工作環(huán)境中均會(huì)表現(xiàn)出一定粘塑性。國(guó)內(nèi)外學(xué)者將瀝青混合料視為粘彈性材料來(lái)進(jìn)行疲勞研究,無(wú)疑有失偏頗。由于傳統(tǒng)的疲勞力學(xué)僅能考慮疲勞裂縫的形成階段,不能用于研究疲勞裂縫從形成到擴(kuò)展的整個(gè)過(guò)程。而疲勞損傷力學(xué)作為破壞力學(xué)新興的學(xué)科分支,恰恰彌補(bǔ)了傳統(tǒng)疲勞力學(xué)的缺陷。而為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)用疲勞損傷力學(xué)理論對(duì)瀝青路面裂縫形成及開(kāi)展過(guò)程的分析,可借助有限元軟件來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬。鑒于以上幾個(gè)方面,本文進(jìn)行了如下工作：1)本文以修正Burgers粘彈塑性模型為基礎(chǔ),推導(dǎo)了半正弦荷載作用下瀝青混合料的粘彈塑性損傷本構(gòu)方程,得到了累積應(yīng)變的表達(dá)式。2)分析總結(jié)了文獻(xiàn)中各種疲勞損傷損傷模型,并以大量文獻(xiàn)中疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),提出了能夠考慮加載頻率、溫度和應(yīng)力比的損傷演化模型。3)進(jìn)行了瀝青混合料的劈裂疲勞試驗(yàn),并利用Origin軟件對(duì)疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了疲勞壽命方程和損傷本構(gòu)方程的參數(shù)擬合。4)以擬合的損傷演化方程和損傷本構(gòu)方程為基礎(chǔ),利用ansys軟件對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)整體建模,成功模擬了車(chē)輪荷載反復(fù)作用下瀝青面層裂縫形成及開(kāi)展過(guò)程,分析了各單元的損傷分布和發(fā)展規(guī)律以及應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律。分析了不同基層厚度和不同基層模量對(duì)面層疲勞裂縫的影響。分析了面層與基層接觸狀態(tài)對(duì)于面層疲勞裂縫的影響。
[Abstract]:Fatigue crack caused by repeated vehicle loads is one of the main damage forms of asphalt pavement. In fact, fatigue damage and failure occurred in asphalt pavement. Only by making clear the forming and developing process of fatigue crack of asphalt pavement under vehicle load can the anti-fatigue design of asphalt pavement be more effective. Asphalt mixture can show a certain viscoplasticity at room temperature, that is, asphalt pavement will show a certain viscoplasticity in most working environment. Scholars at home and abroad regard asphalt mixture as viscoelastic material for fatigue research, which is undoubtedly biased. Because the traditional fatigue mechanics can only consider the forming stage of fatigue crack, it can not be used to study the whole process of fatigue crack from formation to propagation. As a new branch of destructive force, fatigue damage mechanics makes up for the defects of traditional fatigue mechanics. In order to analyze the crack formation and development process of asphalt pavement using fatigue damage mechanics theory, the finite element software can be used to carry out numerical simulation. Based on the modified Burgers viscoelastic-plastic model, the constitutive equation of viscoelastic-plastic damage of asphalt mixture under semi-sinusoidal loading is derived. The expression of cumulative strain (.2) is obtained. Various fatigue damage damage models in the literature are summarized. Based on a large number of fatigue test data in literature, it is proposed that the loading frequency can be taken into account. The damage evolution model of temperature and stress ratio. 3) the splitting fatigue test of asphalt mixture was carried out. The parameters of fatigue life equation and damage constitutive equation are fitted with Origin software. 4) based on the fitted damage evolution equation and damage constitutive equation, the whole structure of asphalt pavement is modeled by ansys software. The formation and development of asphalt surface cracks under repeated wheel loads are successfully simulated, and the damage distribution, development law and stress-strain law of each unit are analyzed. The influence of different thickness and modulus on fatigue crack in opposite layer is analyzed. The influence of the contact state between the surface layer and the base course on the fatigue crack of the surface layer is analyzed.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U416.217

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本文編號(hào)：1785576