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沥青路面ToP-Down型纵向开裂机理研究
| 论文题名： | 沥青路面ToP-Down型纵向开裂机理研究 |
| 关键词： | 沥青路面;路面结构;行车荷载;纵向开裂 |
| 摘要： | 沥青路面轮迹带附近的纵向裂缝常发生于路表，在行车荷载的反复作用下逐渐向下扩展，这种裂缝被称为荷载型Top-Down纵向裂缝。该裂缝的出现是行车荷载重复作用下损伤不断累积的结果，既与沥青面层的材料特性及路面结构组合相关，又受外部交通荷载及自然环境因素的影响。为分析沥青路面该类型裂缝的开裂机理，本文通过有限元方法实现沥青路面Top-Down型纵向开裂和扩展过程的数值仿真。 本文以沥青路面轮迹带附近为研究对象，考虑沥青路面温度变化、表层老化特性、轮胎接地压力非均布性等因素对路表附近受力状态的影响。建立了沥青路面温度场预估模型、表层沥青老化预估模型和路面-轮胎接触模型，给出了模量的预估值。综合考虑沥青路面模量梯度、交通荷载、路面结构组合形式等作用，采用有限元软件得到了路面结构应力应变响应，据此分析了Top-down型纵向裂缝起裂之前和扩展到不同位置时路面内部的应力场和应变场规律，讨论了沥青路面Top-Down型纵向开裂机理。Top-Down型纵向开裂:起裂阶段----轮迹带边缘为路表纵缝的最不利位置。受温度影响，夏季午后高温时段为最不利时段;受夜间重载行车高峰的影响，路表纵缝的可能性夏季夜晚及清晨时段相比春季大出2-3倍;胎压的增大使最不利位置下移，表层老化加剧了裂缝向更深的部位发展，柔性基层的抗裂缝能力优于半刚性基层，扩展阶段----随纵缝扩展深度的增大，张开型应力强度因子和剪切型应力强度因子都呈现先增大后减小的发展趋势;在纵缝形成及扩展初期时张开型应力强度因子对扩展的影响相对明显，随着纵缝扩展的加深，剪切型应力强度因子逐渐对扩展起主导作用。从Paris公式计算结果来看，随纵缝深度的加深路面抵抗裂缝扩展的能力逐渐减弱。 |
| 作者： | 杜贝贝 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 单景松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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