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旧水泥路面沥青加铺层疲劳寿命预估方法研究
| 论文题名： | 旧水泥路面沥青加铺层疲劳寿命预估方法研究 |
| 关键词： | 旧水泥混凝土路面;沥青混凝土加铺层;反射裂缝;有限元法;设计参数;应力强度因子;疲劳寿命 |
| 摘要： | 目前,中国有许多水泥混凝土路面需要进行修复,与沥青路面相比,水泥混凝土路面修复相对困难,并对交通有较大的影响,而加铺沥青面层有方法简单,工期短、造价低、对交通影响小、修复后的路面服务性能好等优点,因此近年来得到广泛的应用.但往往由于原水泥混凝土板在温度和交通荷载作用下产生变形,造成沥青混凝土加铺层在原接缝(裂缝)处反射开裂,环境因素的负面影响(雨水和氧化等)使得裂缝迅速向四周扩展,从而引起沥青混凝土加铺层新的病害(龟裂、块裂、坑洞等),这样不但减少了加铺层的使用寿命,而且造成经济效益的损失.故控制与防治反射裂缝已成为加铺层设计的重点.由于中国目前还没有相应的设计规范,使这种路面的设计带有经验性,缺乏科学的理论和依据.该文以水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层结构为主要研究对象,以线弹性断裂力学原理与方法为指导,采用有限元分析方法,对路面结构的疲劳寿命进行了预估.沥青混凝土加铺层疲劳寿命N的预估,拟按反射裂缝产生前和反射裂缝扩展两个阶段分分别计算.反射裂缝产生前,用传统疲劳公式来预估裂缝形成寿命Ni(initiation),反射裂缝扩展过程中,用Paris公式来预估其寿命Np(propagation).显然,N=Ni+Np.首先,根据线弹性断裂力学的原理计算扩展裂缝尖端的应力强度因子.然后通过对结果的分析,得出一些设计参数(沥青混凝土加铺层的厚度、模量,水泥混凝土的厚度、模量,基层顶面当量回弹模量、嵌锁模量)对其影响的规律,并拟合它们与应力强度因子的关系式.最后,根据应力强度因子得出路面结构的疲劳寿命,为路面设计和工程应用提供了理论依据和参考. |
| 作者： | 王随原 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 周志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙交通学院 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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