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车水耦合作用下不同层间接触状态沥青路面性能研究
| 论文题名： | 车水耦合作用下不同层间接触状态沥青路面性能研究 |
| 关键词： | 车水耦合作用;层间接触状态;半刚性基层;沥青路面;有限元软件 |
| 摘要： | 沥青路面破坏的主要影响因素是较大荷载的反复作用，其次，温度、水对沥青路面的破坏具有一定的促进加速作用。由于沥青路面结构中存在一定的孔隙，水分可以渗入其中，在车辆荷载的作用下产生高孔隙水压力，对集料周围的沥青粘结料不断的冲刷，最终使沥青粘结料从集料周围脱落，从而出现松散、坑槽等破坏。半刚性基层沥青路面基面层层间通过透层来粘结，不是处于完全连续的力学状态，而是介于完全连续和完全光滑之间的摩擦接触状态。所以有必要对荷载-水耦合作用下不同层间接触状态沥青路面的性能进行研究。 本文通过力学理论分析、有限元模拟计算和基于能量原理的方法分析了常温(20℃)时车水耦合作用下不同层间接触状态沥青路面的性能。主要研究内容有:(1)对沥青路面材料模型进行分析，本文沥青混合料为粘弹性材料，采用Burgers模型;(2)利用ABAQUS有限元软件分析了路面结构在车辆轴载单独作用下的路面结构力学响应，为后面分析水对路面结构力学响应的影响奠定基础;(3)在考虑水的情况下，利用有限元软件建立车水耦合作用下的沥青路面结构三维模型，分析在车辆动荷载和水耦合作用下不同层间接触状态沥青路面的结构力学响应;(4)计算在车辆动荷载单独作用下和车水耦合作用下不同层间接触状态沥青路面面层的畸变能，用能量的方法对沥青路面的破坏进行分析和研究。 研究表明，在车水耦合作用下，不同基面层层间接触状态半刚性基层沥青路面的结构力学响应比较复杂。根据颗粒介质的库仑断裂准则推导出半刚性基层沥青路面基面层层间接触状态与孔隙水压力的关系表达式，验证了水对基面层层间接触状态的影响，进而影响路面的结构受力状况;用能量的方法对沥青路面畸变能的计算得知，水对沥青路面的结构力学响应影响较显著，在其他条件相同的情况下，有水状态的畸变能较无水时明显减少，这说明水分可以降低路面结构的力学性能;同样，基面层层间接触状态对沥青路面的结构力学响应也有显著的影响，在其他条件相同的情况下，不同的层间接触状态对路面结构的力学响应有较明显的影响，这也说明加强层间的粘结可以有效提高路面结构的强度，从而提高路面的使用寿命和改善路面的服务水平。 |
| 作者： | 刘富强 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 滕旭秋;唐智勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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