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玄武岩纤维高粘沥青桥面铺装层数值分析
| 论文题名： | 玄武岩纤维高粘沥青桥面铺装层数值分析 |
| 关键词： | 玄武岩纤维;高粘沥青混合料;连续T梁桥;桥面铺装层;数值模拟;荷载应力 |
| 摘要： | 为进一步推广玄武岩纤维增强高粘沥青混合料在公路领域的应用，深入开展长寿命沥青桥面铺装层的研究，本文依托实际工程进行了水泥混凝土先简支后连续T梁桥的沥青铺装层有限元数值分析。采用整体到局部的思路，建立三维桥梁与布局梁段子模型，分析在车辆荷载作用处铺装层内部的应力应变分布规律。探讨了桥梁形式、铺装层材料参数以及层间粘结状态对于铺装层受力状态的影响。并在温度场分析的基础上，结果相关室内试验，得到了高温条件下玄武岩纤维增强高粘沥青铺装层的粘弹性力学响应。 首先，考虑到预应力先简支后连续T梁桥跨结构的整体变形以及动力特征对沥青混凝土铺装层受力的影响，利用Midas/civil软件建立桥梁结构空间梁格模型，完成桥跨结构的整体分析。获得了在二期恒载、温度荷载以考虑冲击效用的车道荷载共同作用下，桥梁整体挠度与支座、跨中位置处梁段应力分布规律以及相应的最不利加载荷位。 然后，考虑水平以及竖直荷载综合作用，运用ABAQUS有限元软件进行玄武岩纤维高粘沥青桥面铺装层三维模型的力学研究。利用子模型法，得出荷载作用处，沥青铺装层层间连续体系沿厚度方向的横纵向拉应力、剪应力以及应变的分布规律。并进行了铺装层厚度、弹性模量的参数敏感性分析。另外，考虑到使用过程中粘结层材料出现应力损伤的情况，采用cohesive粘聚接触模拟铺装层滑动体系的受力状态。 再次，利用ABAQUS建立二维T梁模型。考虑太阳辐射能、地面辐射、空气对流等因素，并结合工程所在地夏季的气象资料，进行昼夜24小时铺装层稳态热传导分析。获得铺装层内部温度随时间的变化规律，以及铺装层混合料的导热系数、比热容与铺装层厚度对温度场分布的影响。 最后，根据SMA-13玄武岩纤维高粘沥青混合料的蠕变试验数据，拟合获得不同温度下广义Maxwell模型的基本参数。建立二维有限元模型，进行周期荷载下铺装层受力分析，以获得峰值荷载下最大弯沉、蠕变变形的变化规律。 |
| 作者： | 葛倩如 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄志义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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