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倒装式沥青路面结构的力学性能研究
| 论文题名： | 倒装式沥青路面结构的力学性能研究 |
| 关键词： | 高速公路;倒装式沥青路面;结构设计;力学性能 |
| 摘要： | 中国目前已建成运营的高等级公路中，半刚性基层沥青路面结构形式是最为常见的，而半刚性基层随温度及湿度变化时极易产生收缩、开裂，沥青面层产生反射裂缝问题随之而来，并进而引发其它道路病害。同时，随着中国经济的高速发展，现代交通运输中交通量增大，轴载加重以及渠化交通等现象日益显著，路面结构内的力学响应也随之产生变化。而现行的公路设计规范尚存在一些不完善之处，比如未考虑到剪应力指标、沥青面层模量的梯度特性及荷载的非均匀分布特性等不容忽视的问题，从而导致许多路面的早期破损。鉴于此，设有级配碎石的倒装结构作为一种能有效减少反射裂缝的路面结构形式，能极大减小荷载作用下混合料内部的压力集中程度，推迟结构的破坏，而且级配碎石材料在进行合理结构设计的前提下，能较好地承受重交通荷载的疲劳作用。因此对其力学性能开展研究以期能使之得到推广应用，丰富中国的道路结构形式，有着重大的现实意义。本文利用有限元分析程序，主要从以下几个方面开展研究工作： (1)基于线弹性力学理论，建立倒装式沥青路面结构的三维有限元模型，对倒装路面的结构设计进行了研究。得出了倒装结构在中国高速公路上的应用条件，其级配碎石防裂基层必须具有较高的强度，其模量应达到350Mpa以上。并得出了路面各结构层的适宜厚度。 (2)通过建立考虑沥青面层模量梯度变化的梯度模型，以及未考虑梯度特性的均质模量模型进行计算，对沥青路面在低温温度场，高温温度场以及低温老化作用下路面力学性能的差异进行了对比分析，最终得到力学响应的变化规律。 (3)在前面分析的基础上，根据轮胎胎面花纹类型的不同，提出接触面的简化模型，然后参考相关轮胎接地压力的实测结果提出接触面内的压力分布形式，建立非均布荷载作用下的路面模型，进而分析荷载的非均布特性对路面力学响应的影响。 |
| 作者： | 蒋智禹 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 颜可珍;黄壮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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