本文選題：剛性路面板 + 瀝青功能夾層��； 參考：《福州大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：剛性路面在重載交通作用下經(jīng)常出現(xiàn)過早斷板現(xiàn)象,近年來業(yè)界提出在面板與基層之間設(shè)置瀝青功能夾層,改善剛性路面的力學(xué)性能,但目前相關(guān)理論研究落后于工程實(shí)踐。特別是,近年來早齡期理論分析顯示界面的影響十分復(fù)雜。鑒于此,本文擬通過數(shù)值分析,現(xiàn)場足尺板試驗(yàn)的方法,重點(diǎn)對(duì)瀝青功能夾層的早齡期-服役期工作影響機(jī)制開展研究。具體包括瀝青夾層路面板早齡期力學(xué)行為、參數(shù)敏感性,夾層參數(shù)影響機(jī)制,以及考慮車輛荷載作用下瀝青夾層路面板早齡期-服役期工作機(jī)制。具體研究結(jié)論如下：瀝青夾層路面板在前72h翹曲變形主要以板角翹曲為主,72h后隨著彈性模量的增長1/4路面板、板中處才參與翹曲變形,并出現(xiàn)板中脫空現(xiàn)象。早齡期應(yīng)力隨齡期增長而增長,且板角處及板中處應(yīng)力變化規(guī)律不一致,板角處頂部和底部同時(shí)表現(xiàn)受拉或者受壓,而板中處頂部和底部早齡期應(yīng)力出現(xiàn)拉壓反向的特點(diǎn)。與普通板相比,設(shè)置瀝青夾層后板角處翹曲位移顯著減小,但是板中的翹曲量則明顯增大。同時(shí),瀝青夾層設(shè)置會(huì)顯著減小路面板早齡期拉應(yīng)力,而板底剪應(yīng)力主要受到板中翹曲影響,板中翹曲量越大,板底剪應(yīng)力越大。對(duì)早齡期路面板的翹曲和應(yīng)力的參數(shù)敏感性分析表明,彈性模量、熱膨脹系數(shù)、泊松比、徐變?nèi)岫葏?shù)等材料參數(shù)影響顯著,夾層界面切向剛度影響則居其次,夾層厚度和模量的影響較弱。夾層界面切向剛度的增大會(huì)明顯增加路面板早齡期板角翹曲,卻又顯著降低板中翹曲量。夾層厚度和模量增加對(duì)路面板早齡期拉應(yīng)力影響不大,但會(huì)顯著減小板底剪應(yīng)力和早期界面開裂風(fēng)險(xiǎn)。四個(gè)季節(jié)下設(shè)置瀝青夾層后板角翹曲及板底拉應(yīng)力均降低,春秋冬季板中位移變化不大。而夏季早期施工設(shè)置夾層后板中在較早齡期便開始出現(xiàn)拱起現(xiàn)象,且拱起量明顯大于未設(shè)夾層板,夏季板底拉應(yīng)力下降最明顯。與未設(shè)夾層結(jié)構(gòu)相比,車輛荷載和早齡期性狀耦合作用下,設(shè)瀝青夾層結(jié)構(gòu)受荷性能明顯更加不利。對(duì)耦合應(yīng)力影響顯著的早齡期性狀參數(shù)主要是翹曲形狀和翹曲量,早齡期應(yīng)力影響則很小。粗糙界面對(duì)于早期板角翹曲形成不利,但在服役階段對(duì)于抵抗重載引起的應(yīng)力有力。最后,通過足尺板試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)置瀝青夾層后,路面板板中區(qū)域容易拱起,而板邊更容易下壓；另外,設(shè)置瀝青功能夾層后路面板的早齡期應(yīng)力較低,維持在0.5～1.4MPa之間。有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果顯示,早齡期路面板力學(xué)行為影響因素十分復(fù)雜,徐變、收縮、損傷、界面的齡期變化都需要進(jìn)一步研究考慮。
[Abstract]:Rigid pavement often appears premature breakage under the action of heavy load traffic. In recent years, the industry has proposed to set up asphalt functional sandwich between the face slab and the base to improve the mechanical performance of the rigid pavement, but the relevant theory research lags behind the engineering practice at present. In particular, the influence of interface on early age analysis is very complicated in recent years. In view of this, through numerical analysis and the method of field full-scale plate test, the influence mechanism of asphalt functional sandwich from early age to service period is studied in this paper. It includes the mechanical behavior, parameter sensitivity, the influence mechanism of interlayer parameters, and the working mechanism of asphalt sandwich pavement panel under vehicle load. The concrete research results are as follows: the main warpage deformation of asphalt sandwich pavement is the angular warping of the slab 72 hours after the increase of elastic modulus 1 / 4 road panel, the central part of the board only participate in the warpage deformation, and appear the phenomenon of void in the plate. The stress of early age increases with the increase of age, and the stress changes at the corner and in the plate are not consistent. The top and bottom of the plate show tensile or compression at the same time, while the stress at the top and bottom of the plate show the characteristics of reverse tension and compression. Compared with the ordinary plate, the warpage displacement at the corner of the plate is significantly reduced, but the amount of warpage in the plate increases obviously. At the same time, asphalt intercalation can significantly reduce the early age tensile stress, and the shear stress is mainly affected by the warpage in the plate. The larger the warpage in the plate, the greater the bottom shear stress. The parameter sensitivity analysis of warpage and stress of early age pavement panel shows that elastic modulus, coefficient of thermal expansion, Poisson's ratio and Xu's flexibility have significant influence on material parameters, and the influence of interlayer tangential stiffness is the second. The influence of interlayer thickness and modulus is weak. The increase of the tangential stiffness of the interlayer interface will obviously increase the angular warpage of the early age panel, but decrease the amount of warpage in the plate. The increase of interlayer thickness and modulus has little effect on the tensile stress at early age, but it can significantly reduce the shear stress and the risk of early interface cracking. The angle warpage and the tensile stress of the slab bottom decreased after the asphalt sandwich was installed in the four seasons, but the displacement of the plate in spring and autumn did not change much. However, in the early summer construction, the arch rise began to appear in the early stage of construction, and the arch rise was obviously larger than that without the sandwich plate, and the tensile stress of the bottom of the plate decreased most obviously in summer. Compared with the structure without interlayer, the loading performance of asphalt sandwich structure is more unfavorable under the coupling of vehicle load and early age behavior. The significant effect on coupling stress in early age is the warpage shape and warpage quantity, but the early age stress has little effect on it. The rough interface is unfavorable to the early warpage of the plate, but it has the force to resist the stress caused by the heavy load during the service stage. Finally, through full-scale plate test, it is found that the area in the road panel is easy to arch and the edge is easier to be pressed after the asphalt sandwich is installed, and the early age stress of the rear road panel with the asphalt functional sandwich is lower, which is maintained between 0.5~1.4MPa. The results of finite element analysis and test show that the factors affecting the mechanical behavior of the early age road panel are very complex, and the creep, shrinkage, damage and the age change of the interface need to be further studied.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U416.2

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本文編號(hào)：1924872