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半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝形成扩展机理与基层预裂技术研究
| 论文题名： | 半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝形成扩展机理与基层预裂技术研究 |
| 关键词： | 路面结构;反射裂缝;断裂力学;有限元;行车荷载;温度应力;扩展速率;预切缝;合理缝距 |
| 摘要： | 半刚性基层沥青路面的反射裂缝在我国高等级公路中普遍存在且难于防治.它严重影响了道路的使用寿命和行车安全.交通荷载和温度荷载是导致反射裂缝形成和扩展的主要因素.本文运用线弹性断裂力学理论对反射裂缝的扩展机理进行了全面分析,对基层预裂技术中合理切缝间距的确定方法进行了研究.首先,对反射裂缝尖端应力场的奇异性进行了描述,建立了平面断裂问题应力强度因子的有限单元解.其次,对含反射裂缝路面在交通荷载及温度荷载作用下的结构反应进行了深入分析.把交通荷载分为对称荷载和偏载两种情况,计算了裂缝尖端的拉应力、剪应力以及强度因子,并对路面结构进行了参数分析.对路面突然降温时的温度场进行了数值模拟,计算了温度应力作用下反射裂缝尖端的拉应力、应力强度因子,并对其进行了参数分析.而后对反射裂缝在行车荷载与温度荷载耦合作用下的裂缝扩展模式进行了研究.最后运用Paris公式对不同结构组合的路面进行了反射裂缝扩展速率的计算.分析计算结果表明,反射裂缝的扩展方式取决于裂缝尖端的受力情况,一般为复合型裂纹扩展.通过参数分析掌握了不同结构组合对反射裂缝扩展潜力及扩展速率的影响.第三,在充分考虑到温度应力以及面层与基层、基层与土基之间的摩擦等因素后,建立了基层含预切缝路面的受力模型.通过结构参数分析掌握了预切缝间面层、基层中最大拉应力的分布规律.然后以预切缝上端应力强度因子、面层与基层内的最大拉应力为约束指标建立了合理预切缝间距的确定方法. |
| 作者： | 岳福青 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 杨春风 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工业大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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