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含界面裂隙的沥青混凝土路面疲劳寿命研究
| 论文题名： | 含界面裂隙的沥青混凝土路面疲劳寿命研究 |
| 关键词： | 沥青路面;界面裂隙;疲劳寿命;层间界面形态;细观力学行为 |
| 摘要： | 传统的路面设计中，通常假定沥青路面各结构层之间完全连续接触，然而，现投入使用的大量半刚性基层沥青路面中，由于材料或者施工因素的影响，导致结构层间不连续状态的产生，形成了层间界面裂隙。界面裂隙的存在，改变了路面结构在竖直方向上的连续状态，并削弱结构的强度以及疲劳特性。本文以断裂力学理论为基础，采用试验研究与数值模拟相结合的方法，研究界面裂隙对路面结构疲劳寿命的影响。 论文对基层与面层材料进行断裂韧性测试。通过三点弯曲断裂试验可知，断裂韧度KIC不会因为测量方法和试件尺寸的改变而改变，同时验证了柔度标定法测量应力强度因子的可行性。 论文通过含有预制界面裂隙的水泥稳定碎石-沥青混凝土小梁的三点弯曲疲劳试验，分析小梁的疲劳破坏特征，研究了三点弯曲小梁的疲劳寿命与疲劳断裂路径。试验结果表明:界面裂隙在一定程度上降低了结构的强度与疲劳寿命，而且随着裂隙长度的增加，这种效果越加明显;应力比的越大，起裂出现的位置越靠近中间部位，裂缝的延伸方向越垂直上下表面，裂缝的曲折发展越少。 论文采用线弹性断裂力学与有限元软件ANSYS相结合的方法，分析在荷载作用下，界面裂隙尖端的应力强度因子变化规律，并计算不同初始长度裂隙的扩展寿命。结果表明:随着裂隙的不断扩展，张拉应力强度因子K(Ⅰ)不断增大，剪切应力强度因子K(Ⅱ)不断减小，等效应力强度因子呈线性关系增大，裂隙尖端呈现张开型和剪切型共同作用的复合型扩展模式;按照Paris公式计算得到在相同扩展长度下，裂隙的疲劳扩展寿命随着初始长度的不断增大而减小。 论文得到了交通土建工程材料国家地方联合工程实验室开放基金项目“沥青路面结构层层间界面形态和细观力学行为与路面疲劳损伤关系研究”的资助。 |
| 作者： | 张柯 |
| 专业： | 交通运输工程;道路与铁道 |
| 导师： | 吴国雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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