[博士]半剛性基層瀝青路面兩階段設(shè)計方法研究

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內(nèi)容簡介

　　[博士]半剛性基層瀝青路面兩階段設(shè)計方法研究　　學(xué)科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士 　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度：2005　　 我國公路建設(shè)中廣泛運用的半剛性基層瀝青路面早期破壞嚴(yán)重，路面的實際使用壽命低于設(shè)計壽命。目前大量出現(xiàn)的損壞是現(xiàn)行理論和規(guī)范所無法解釋的，路面實踐中所暴露的大量問題促使應(yīng)對路面設(shè)計理論及設(shè)計方法進(jìn)行反思。本文運用有限元方法對瀝青路面進(jìn)行了疲勞斷裂分析，研究了瀝青路面裂縫的擴(kuò)展規(guī)律，并提出了兩階段路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，旨在探索延長路面使用壽命的途徑?！　? 首先進(jìn)行半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)特點分析，簡化半剛性基層濕度及溫度場，建立半剛性基層收縮模型，動態(tài)模擬半剛性基層的收縮開裂，揭示半剛性基層的工作狀態(tài)，并對影響半剛性基層表面裂縫產(chǎn)生的各因素進(jìn)行了力學(xué)分析，進(jìn)而分析總結(jié)半剛性基層瀝青路面裂縫的類型(疲勞反射裂縫和表面疲勞裂縫)及其成因。　　 接著建立三維有限元模型，引入奇異等參單元計算裂縫的應(yīng)力強(qiáng)度因子，模擬路面結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)展行為，詳細(xì)分析不同結(jié)構(gòu)層組合等對各種裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子及擴(kuò)展規(guī)律的影響.并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，建立了瀝青路面裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子的預(yù)測模型。　　 然后建立半剛性基層瀝青路面兩階段疲勞模型，對半剛性基層瀝青路面疲勞開裂壽命及其影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究，預(yù)測其兩階段疲勞壽命?！　? 采用道路結(jié)構(gòu)溫度場的指數(shù)模擬簡化函數(shù)，并建立二維有限元模型，同時考慮了溫度變化時瀝青混凝土材料的彈性模量和溫縮系數(shù)的差異性后，計算分析了半剛性基層瀝青路面表面裂縫和面層反射裂縫在溫降過程中的擴(kuò)展規(guī)律，并分別對其溫度疲勞斷裂壽命進(jìn)行了預(yù)估?！　? 最后重新審視半剛性基層瀝青路面的設(shè)計理念，在增加控制瀝青路面表面疲勞裂縫及考慮半剛性基層已存在的收縮裂縫的基礎(chǔ)上，對瀝青面層和半剛性基層進(jìn)行疲勞設(shè)計，并提出了半剛性基層瀝青路面兩階段設(shè)計方法。

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