【摘要】：瀝青路面的早期損壞現(xiàn)象如剝落、泛油、松散、泛漿、沉陷、坑洞等多與水的作用有關(guān),瀝青路面水損壞已成為危害我國高速公路瀝青路面的最嚴(yán)重病害之一,因此探討瀝青路面水損壞的產(chǎn)生機理就變得十分迫切和必要。本文運用ABAQUS有限元軟件建立了瀝青路面宏觀和細(xì)觀模型來探究飽和瀝青路面在孔隙水壓力和行車荷載的耦合作用下的力學(xué)行為及它們與瀝青路面水損壞的關(guān)系。首先,建立飽和瀝青路面宏觀有限元模型,計算行車荷載分別為0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa以及行車速度分別為80km/h、100km/h、120km/h時瀝青路面的孔隙水壓力,分析不同條件下孔隙水壓力的分布及孔隙水壓力與不同行車荷載與行車速度的關(guān)系。在模擬條件下,分析結(jié)果表明飽和瀝青路面面層在行車荷載作用下引起的孔隙水壓力最大,但隨著路面結(jié)構(gòu)深度的增大,孔隙水壓力的值逐漸減小;行車荷載越大,路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔隙水壓力越大,隨行車荷載的增大而增大;隨著行車速度的增大,瀝青路面面層孔隙水壓力增大,速度對中面層和下面層的影響明顯減弱;路面各層位的孔隙水壓力歷程曲線不同步,下層相對于上層是滯后的。其次,建立飽和瀝青路面面層細(xì)觀有限元模型,分析了不同行車速度(80km/h、100km/h、120km/h)與水與行車荷載耦合作用下瀝青路面內(nèi)產(chǎn)生的最大主應(yīng)力、最大主應(yīng)變及豎向位移的關(guān)系。在模擬條件下,分析結(jié)果表明瀝青混合料空隙邊緣及瀝青與集料界面附近的應(yīng)力、應(yīng)變和位移較大;由于瀝青相對集料的強度和剛度較小,孔隙水壓力和行車荷載的共同作用下,瀝青膠漿對速度的影響更敏感;由于孔隙水壓力的消散需要一個過程,瀝青混合料中集料與瀝青膠漿在荷載卸除后,集料的位移會立即恢復(fù),但瀝青膠漿的位移不會立即恢復(fù),而是相對延遲。最后,綜合分析水與行車荷載的耦合作用和瀝青路面水損壞的關(guān)系,認(rèn)為飽水瀝青路面在行車荷載的作用下,空隙中形成的孔隙水壓力會對孔隙周圍的瀝青混合料產(chǎn)生沖刷、擠壓和抽吸作用。由于瀝青膠漿和集料本身強度和剛度等力學(xué)性質(zhì)的不同,一次荷載作用下它們的應(yīng)力、應(yīng)變和位移在瀝青與集料粘附的界面上變化規(guī)律表現(xiàn)出較大差異,在反復(fù)的行車荷載與孔隙水壓力的耦合作用下瀝青與集料的界面承受持續(xù)的差異作用,粘附性逐漸降低,引起瀝青與集料的剝離,進而產(chǎn)生瀝青路面的水損壞。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U416.217;U418.6
【圖文】：

圖 3.3 單元土體的滲流的是一個要研究的發(fā)生滲流的土體單元，體積=x A d x 、 y 、 z 三個方向上的流速分別為xV、yV、zV，的水流量為：x y z y x z zx yV d d V d d V d d元土體的水流的滲流流速在 x 、 y 、z 三個方向上的+xx xVV dx ，yy yVV dy ，zzzVV dz a）和式(3.4b)，單位時間內(nèi)滲流流出單元土體的水流z+yx zx x y z y y x z z xV VVV d d d V d d d V d dx y z 為多孔介質(zhì)中固相、液相和氣相成分之間不相互轉(zhuǎn)化以，滲流時單位時間內(nèi)滲流流進單元土體的水流量

（2）模型圖面面層結(jié)構(gòu)和模型圖飽和。根據(jù)瀝青路面設(shè)計的彈性層狀體系理論界條件為：全透水[57,58]。位移。。面上的荷載隨時間變化，每個車輪荷載通過時間非常短，為0.01～0.1s，在路面以下一定深度荷載對路面作用時間與行車速度有直接關(guān)系用減少[59]。

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本文編號：2771270