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沥青路面低温开裂数值模拟与参数分析
| 论文题名： | 沥青路面低温开裂数值模拟与参数分析 |
| 关键词： | 沥青路面;低温开裂;TSTST试验;温度应力;开裂间距;正交分析法;灰色关联理论 |
| 摘要： | 沥青路面的低温开裂一直是困扰国内外道路工程界的主要问题之一，也是世界各国都存在的普遍现象，为此，本文借助ABAQUS有限元软件对沥青路面低温开裂进行数值模拟，然后进行相应的参数分析，对低温下沥青混凝土的裂缝发生和扩展机理做进一步的认识和理解，为路面性能预测和路面结构设计提供一定的参考。 本文采用ABAQUS有限元软件对沥青路面低温开裂进行数值模拟，ABAQUS中的Prony级数模型能很好的反映沥青混合料的粘弹性特性，其时间增量型有限元计算方法能很精确的得到粘弹性问题的有限元解。通过编写UTRS子程序来更好的反映时温等效性，编写UEXPAN子程序来更好的反映温度收缩系数随温度的变化情况，进而用ABAQUS对应力松弛试验和TSRST试验进行有限元模拟，其数值模拟结果与试验结果非常接近，选用ABAQUS粘弹性有限元对实际问题进行分析计算是准确可靠的。借助正交分析法的思想，对TSRST各项影响参数进行因素显著性分析，进而进行因素敏感性排序。 为了能更好的反映路面结构的实际工作状态，本文汇总分析了路面结构各项几何参数和热物理参数，并借用ABAQUS进行温度场有限元数值模拟，为路面结构加载提供真实的温度场，进而分析路面结构温度、温度速率和温度梯度的时间-空间分布状态，来间接反映路面结构的应力响应。 为了能够了解沥青路面结构温度应力的影响因素，以ABAQUS数值模拟计算的路表最大温度应力为考察指标，建立基于灰色关联理论的温度应力影响因素(外部)分析，来考察各影响因素对沥青路面最大温度应力的贡献程度。 为了能更好的表征沥青路面结构的抗裂性能，提出具有统计意义的1.5 LCRACK作为平均开裂间距，并考虑面层和基层之间的库伦摩擦接触关系，建立开裂间距计算的有限元模拟模型，对开裂间距进行有限元预估和影响因素分析。 为了能了解路面裂缝扩展的规律，建立了路面结构的断裂力学有限元分析，分析其断裂力学响应和影响参数，并对裂缝扩展和温度疲劳寿命进行预估。 |
| 作者： | 彭彬 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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