【博士】應用數學力學方法研究瀝青路面結構特性【2008】

內容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度： 2008年　　本文應用數學力學方法，分析了瀝青路面結構在三種狀態(tài)下的性能，即常溫下的一般受力狀態(tài)、高溫下的粘彈性能和低溫下的抗開裂性能?！　τ诔貭顟B(tài)下的瀝青路面結構，利用彈性層狀體系理論，分析了層狀路基合成模量的計算方法，得到了雙層彈性層狀彈性體系當量模量諾模圖，并分析了當量模量的影響參數。對柔性承載板、剛性承載板作用下的當量模量，以及規(guī)范上的當量模量計算公式進行了對比，發(fā)現三種情況的差異較大，特別是規(guī)范上的計算公式甚至有得到負值模量的情況，嚴重與實際不符。　　分析了長壽命路面結構的概念和含義，以及設計指標的合理選取。對兩種長壽命路面的結構形式進行了參數分析，得到了設計指標最為敏感的影響參數，為陜蒙路提出了試驗路方案和推薦型式。提出了路面結構和造價的優(yōu)化規(guī)劃方法，對規(guī)定參數范圍和設計指標的一個例子進行了優(yōu)選，根據各結構層的造價函數，對目標函數為造價的規(guī)劃進行了計算?！　「鶕?，求解了粘彈性半空間體，對其表面位移進行了參數分析，發(fā)現對不可回復粘性系數最為敏感，而對可回復彈性和粘性系數最不敏感。通過拉普拉斯逆變換的數值法，求解了粘彈性雙層體系，總結了利用對應原理和拉普拉斯逆變換數值方法求解多層體系的一般方法。以三層體系的瀝青路面為例，為瀝青面層提出了三種不同的非線性粘彈性模型，以考慮瀝青面層隨著荷載次數增加的固結效應。提出了車轍的計算方法，計算了車轍與荷載作用次數的關系，分析了車轍的各種影響因素?！　τ诼访娌牧系目归_裂性能，分析比較了各種評價試驗方法，著重對SCB試件進行了分析，利用有限元方法計算SCB試件裂尖附近的應力和位移分布，根據斷裂力學理論求得了不同裂縫長度時的應力強度因子，擬合了計算公式，討論了其影響因素。對路面結構的芯樣和試驗室的兩種試件進行了SCB試驗，得到了它們O℃和-20℃下的斷裂韌度。對于路面結構的反射裂縫和自上而下裂縫，建立了有限元分析模型，分析計算了它們在5℃、20℃下I型、II型開裂的應力強度因子，擬合了計算公式，對四種面層厚度不同的情況進行了對比，分析了不同面層模量對應力強度因子的影響。利用描述裂縫擴展速率的Paris公式分析了I型開裂裂縫的壽命，得到了裂縫長度與荷載作用次數的關系曲線，對不同面層厚度、不同裂縫類型的壽命進行了比較?！　?

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