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柔性及半柔性路面材料力学性能的有限元分析
| 论文题名： | 柔性及半柔性路面材料力学性能的有限元分析 |
| 关键词： | 高速公路;沥青混凝土;有限单元法;半柔性路面;柔性路面;路面材料;力学性能 |
| 摘要： | 高速公路的发展俨然已经成为一个地区和国家交通水平乃至经济发展水平的重要指标,沥青路面是当今世界使用最为广泛的一种高速公路路面形式。 本文研究对象合徐高速公路的路面采用沥青混凝土材料,沥青混凝土是典型的粘弹性材料,其力学响应受时间和温度的共同影响。传统的线性本构模型无法反映出时间和温度的因素,因此利用粘弹性力学理论来分析沥青路面的力学性能已经越来越受重视。本文依据不同温度下沥青混凝土松弛实验数据,利用粘弹性力学理论分别拟合出了最佳的粘弹性本构模型,并在有限元软件中实现了松弛实验的数值模拟,验证了粘弹性本构模型的准确性。 利用有限元软件建立了沥青混凝土路面结构的三维数值模型,分析了路面结构在不同的环境温度、面层厚度、基层厚度、基层模量、路基模量以及不同的轴载下的力学响应,得到了路面弯沉、面层底部拉应力、基层底部拉应力、底基层底部拉应力随时间的变化,面层的竖向应变、剪应力随着深度的变化以及土基顶部的竖向应变的变化。 依据有限元数值模拟的结果,分析了面层粘弹性材料对路面结构力学性能的影响,得到了路面结构的力学响应,分析了其变化特征。最后提出了沥青路面粘弹性力学分析更深层次的问题,以及需要进一步研究的工作。 |
| 作者： | 童永耀 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 牛忠荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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