本文關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面加鋪層反射裂縫演化規(guī)律及機(jī)理研究

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【摘要】：在水泥混凝土路面上加鋪瀝青層是常見的道路翻修改建措施,由于原路面本身存在著裂縫,特別是結(jié)構(gòu)接縫,加鋪層常會隨著溫度和荷載的作用而產(chǎn)生反射裂縫。反射裂縫作為加鋪層的主要病害,會嚴(yán)重影響道路行車的舒適性與安全性,因此,深入了解加鋪層反射裂縫的演化規(guī)律及擴(kuò)展機(jī)理是非常有必要的。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上,利用理論分析及室內(nèi)試驗(yàn)方法,研究瀝青混合料抗反射裂縫的能力,對加鋪層反射裂縫的產(chǎn)生機(jī)理和演化規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的分析,在文中主要開展了以下方面的工作:1、根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于反射裂縫的研究現(xiàn)狀,了解能夠誘發(fā)反射裂縫產(chǎn)生的影響因素、反射裂縫發(fā)生及其發(fā)展的特點(diǎn)、現(xiàn)有的研究狀態(tài)及存在的尚不明確的問題;2、根據(jù)斷裂力學(xué)理論基礎(chǔ)、有限元方法對加鋪層反射裂縫的成因及擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析;3、通過有限元分析軟件Ansys建立計(jì)算模型,分析加鋪層在車輛荷載和溫度應(yīng)力以及兩者耦合作用下的應(yīng)力分布規(guī)律及其變化情況;4、借鑒美國德州交通運(yùn)輸研究所(TTI)開發(fā)的CAM(裂縫衰減式Crack Attenuating Mixture)瀝青混合料方法開展研究。根據(jù)低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)以及抗滑性試驗(yàn)對混合料進(jìn)行路用性能檢驗(yàn);5、開展室內(nèi)Overlay Tester試驗(yàn)研究,利用國內(nèi)先進(jìn)的UTM-100系列試驗(yàn)設(shè)備,對加鋪層反射裂縫的發(fā)生和擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行研究。論文通過斷裂力學(xué)分析、Ansys軟件分析、Overlay Tester試驗(yàn)等方法開展相關(guān)研究工作,取得了一些有益的結(jié)論:1、分析溫度應(yīng)力和交通荷載單一作用與共同作用的情況,結(jié)合加鋪層內(nèi)應(yīng)力及裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化特點(diǎn),得出非對稱荷載和溫度荷載對反射裂縫的影響較大;2、研究得出了加鋪層厚度、加鋪層模量、裂縫擴(kuò)展長度、車輛軸載大小、降溫幅度等在有限范圍變化時對加鋪層裂縫處應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響程度,加鋪層厚度既會影響溫度型反射裂縫,又會影響剪切型反射裂縫;3、試驗(yàn)得出瀝青混合料的抗裂性能與溫度及裂縫寬度之間的關(guān)系,在一定溫度范圍內(nèi),溫度越低,抗裂性越差,反之則越好;在一定裂縫寬度范圍內(nèi),寬度越小,抗裂性越好,反之則越差;4、試驗(yàn)結(jié)果分析可以得到瀝青混合料拉應(yīng)力的衰減特點(diǎn),開裂初期(拉應(yīng)力衰減33%)衰減速度較快,開裂中期(拉應(yīng)力衰減53%~73%)衰減速度明顯變慢,開裂后期(拉應(yīng)力衰減73%~93%)衰減速度則更慢。
【關(guān)鍵詞】：加鋪層 反射裂縫 演化規(guī)律 Ansys Overlay Tester
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U416.216;U418.66
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 反射裂縫理論分析方法10-12
• 1.2.2 反射裂縫室內(nèi)試驗(yàn)研究12-14
• 1.3 研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線14-15
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14
• 1.3.2 技術(shù)路線14-15
• 第2章 瀝青加鋪層反射裂縫擴(kuò)展機(jī)理15-30
• 2.1 加鋪層反射裂縫類型15-17
• 2.1.1 溫度型反射裂縫15-16
• 2.1.2 荷載型反射裂縫16-17
• 2.2 斷裂力學(xué)的基本理論17-20
• 2.2.1 裂縫的基本類型17
• 2.2.2 裂縫尖端附近的應(yīng)力場和位移場17-20
• 2.3 確定應(yīng)力強(qiáng)度因子的方法20-21
• 2.4 線彈性斷裂問題的有限元方法21-29
• 2.4.1 基本理論21-25
• 2.4.2 裂縫尖端奇異單元25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 瀝青加鋪層反射裂縫擴(kuò)展的有限元分析30-59
• 3.1 概述30
• 3.2 有限元分析的基本原理和方法及ANSYS簡介30-31
• 3.2.1 有限元分析的基本原理30
• 3.2.2 有限元分析的方法30-31
• 3.2.3 Ansys簡介31
• 3.3 計(jì)算模型和算例分析31-34
• 3.3.1 計(jì)算模型的相關(guān)假設(shè)31-32
• 3.3.2 計(jì)算模型32-33
• 3.3.3 算例分析33-34
• 3.4 加鋪層荷載應(yīng)力分析34-47
• 3.4.1 對稱荷載作用下加鋪層應(yīng)力分析34-41
• 3.4.2 非對稱荷載作用下加鋪層應(yīng)力分析41-47
• 3.5 加鋪層溫度應(yīng)力分析47-56
• 3.5.1 溫度應(yīng)力對路面加鋪層反射裂縫的影響48-56
• 3.6 溫度荷載與行車荷載耦合作用分析56-57
• 3.7 本章小結(jié)57-59
• 第4章 反射裂縫的OT試驗(yàn)研究59-82
• 4.1 概述59
• 4.2 試驗(yàn)原理簡介59-61
• 4.3 試驗(yàn)設(shè)備簡介61-63
• 4.3.1 UTM-100伺服液壓多功能材料試驗(yàn)系統(tǒng)簡介61-62
• 4.3.2 OT試驗(yàn)夾具簡介62-63
• 4.4 OT試件制作63-72
• 4.4.1 原料選擇63-65
• 4.4.2 CAM瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)65-69
• 4.4.3 OT試件成型69-72
• 4.5 OT試驗(yàn)72-81
• 4.5.1 試驗(yàn)參數(shù)選擇72
• 4.5.2 試驗(yàn)步驟72-75
• 4.5.3 結(jié)果記錄與分析75-81
• 4.6 本章小結(jié)81-82
• 第5章 結(jié)論與展望82-84
• 5.1 主要結(jié)論82
• 5.2 展望82-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 附錄88-89

【相似文獻(xiàn)】

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2 廖e，

本文編號：821564