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水泥混凝土路面加铺层反射裂缝演化规律及机理研究
| 论文题名： | 水泥混凝土路面加铺层反射裂缝演化规律及机理研究 |
| 关键词： | 加铺层;反射裂缝;演化规律;水泥混凝土路面 |
| 摘要： | 在水泥混凝土路面上加铺沥青层是常见的道路翻修改建措施，由于原路面本身存在着裂缝，特别是结构接缝，加铺层常会随着温度和荷载的作用而产生反射裂缝。反射裂缝作为加铺层的主要病害，会严重影响道路行车的舒适性与安全性，因此，深入了解加铺层反射裂缝的演化规律及扩展机理是非常有必要的。 本文在已有研究成果的基础上，利用理论分析及室内试验方法，研究沥青混合料抗反射裂缝的能力，对加铺层反射裂缝的产生机理和演化规律进行系统的分析，在文中主要开展了以下方面的工作： 1、根据国内外关于反射裂缝的研究现状，了解能够诱发反射裂缝产生的影响因素、反射裂缝发生及其发展的特点、现有的研究状态及存在的尚不明确的问题； 2、根据断裂力学理论基础、有限元方法对加铺层反射裂缝的成因及扩展机理进行了系统的分析； 3、通过有限元分析软件Ansys建立计算模型，分析加铺层在车辆荷载和温度应力以及两者耦合作用下的应力分布规律及其变化情况； 4、借鉴美国德州交通运输研究所（TTI）开发的CAM（裂缝衰减式Crack Attenuating Mixture）沥青混合料方法开展研究。根据低温弯曲试验、浸水马歇尔试验以及抗滑性试验对混合料进行路用性能检验； 5、开展室内Overlay Tester试验研究，利用国内先进的UTM-100系列试验设备，对加铺层反射裂缝的发生和扩展机理进行研究。 论文通过断裂力学分析、Ansys软件分析、Overlay Tester试验等方法开展相关研究工作，取得了一些有益的结论： 1、分析温度应力和交通荷载单一作用与共同作用的情况，结合加铺层内应力及裂缝尖端应力强度因子的变化特点，得出非对称荷载和温度荷载对反射裂缝的影响较大； 2、研究得出了加铺层厚度、加铺层模量、裂缝扩展长度、车辆轴载大小、降温幅度等在有限范围变化时对加铺层裂缝处应力强度因子的影响程度，加铺层厚度既会影响温度型反射裂缝，又会影响剪切型反射裂缝； 3、试验得出沥青混合料的抗裂性能与温度及裂缝宽度之间的关系，在一定温度范围内，温度越低，抗裂性越差，反之则越好；在一定裂缝宽度范围内，宽度越小，抗裂性越好，反之则越差； 4、试验结果分析可以得到沥青混合料拉应力的衰减特点，开裂初期（拉应力衰减33％）衰减速度较快，开裂中期（拉应力衰减53%~73%）衰减速度明显变慢，开裂后期（拉应力衰减73%~93%）衰减速度则更慢。 |
| 作者： | 孙长武 |
| 专业： | 市政工程 |
| 导师： | 谢涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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