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重载作用下沥青路面剪切破坏机理分析及性能研究
| 论文题名： | 重载作用下沥青路面剪切破坏机理分析及性能研究 |
| 关键词： | 沥青路面;重载作用;有限元分析;剪切性能;剪切破坏机理;荷载型裂缝 |
| 摘要： | 目前我国已建成通车的公路总里程为407万公里,其中高速公路通车里程已达8.5万公里。沥青路面在路面结构中应用非常广泛,是我国主要的路面结构形式。根据对多条沥青路面破坏的调查分析,路面的损坏出现了一些新的现象和趋势,如沥青面层失稳流动产生的车辙变形、自路表向下发展的裂缝、交叉口及长大纵坡路段沥青层间推移、拥包变形等,且这些破坏大都发生在轮迹带处,越来越多的研究也表明这些破坏的发生与沥青面层内较高水平的剪应力和沥青混合料的剪切性能有着直接的关系。 本文主要从理论分析和试验研究两个方面来研究沥青路面荷载型裂缝剪切破坏机理和沥青混合料的剪切性能。首先理论分析方面是基于弹性层状体系在考虑水平荷载作用下进行半刚性基层路面剪应力有限元分析,分析沥青面层内剪应力分布规律,剪应力峰值变化情况,并对剪应力和拉应力进行对比分析,然后根据荷载型裂缝产生位置、深度等特点分析其剪切破坏机理和主要力学成因,分析结果表明可以认为其产生的主要原因是轮迹带附近较大的剪应力引起的。试验研究方面首先把分形理论引入沥青混合料的研究中,利用分形理论的基本原理,通过数学推导得出了描述沥青混合料空间分布特征的分形维数基本公式,并计算出了AC-13、Sup-13和SMA-13三种混合料的体积分形维数。然后通过重复荷载蠕变试验用流变次数和动态模量指标评价沥青混合料的剪切性能,对沥青混合料体积分形维数与其剪切性能的关系进行了探讨。最后结合理论分析与试验研究的结果,提出了预防沥青路面发生剪切破坏的合理建议。 本文所研究的关于沥青路面在重载作用下的剪切破坏问题是当前迫切需要解决的问题,这对完善和发展现行沥青路面设计方法、保证沥青路面行车安全、提高路面使用寿命、减少建设和养护成本具有重要的意义。 |
| 作者： | 李俊 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 谢军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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