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水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝机理与设计方法研究
| 论文题名： | 水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝机理与设计方法研究 |
| 关键词： | 旧水泥混凝土路面;沥青加铺层;反射裂缝;裂缝机理;厚度设计;结构应力分析;路面沥青;应力集中系数;应力变化规律;温度应力;荷载应力;防治对策;松弛效应;水泥混凝土路面板;截面内力;夹层材料;改建工程;产生机理;裂缝形成机理;力学分析模型 |
| 摘要： | 旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝防治问题是道路改建工程中的一个 世界性难题。本文从旧水泥混凝土路面结构性能模拟入手，建立了旧水泥混凝土 路面沥青加铺层的三维、二维力学分析模型，应用有限元方法详细分析了沥青加 铺层在温度变化(温度梯度、降温)和交通荷载作用下的结构应力变化规律和表 征方法，讨论了夹层材料对结构应力的影响，研究了沥青混合料的松弛效应，阐 明了沥青加铺层的反射裂缝形成机理，主要研究结论如下： (1) 模拟旧水泥混凝土路面板的挠曲性状，建立了接缝传荷、地基强度和地基 强度不均匀性与路面板弯沉特征之间的关系，为沥青加铺层结构应力分析提供计 算参数，为制定旧水泥混凝土路面处治标准和方法奠定基础。 (2)应用三维 (二维)有限元技术详细分析了旧水泥混凝土路面沥青加铺层的 温度应力、荷载应力变化规律，以截面内力和应力集中系数表征结构应力，给出 了截面内力、应力集中系数的回归关系式，以及层间接触刚度修正系数的诺模图。 (3) 以全国各地气象资料为基础，讨论了沥青加铺层降温作用下的松弛效应， 通过引入当量松弛模量系数的概念，较好地解决了不同温度状况下的沥青加铺层 模量取值。 (4) 深入分析了温度应力、荷载应力综合作用下的反射裂缝产生机理，提出了 沥青加铺层应力极限状态方程，给出了反射裂缝的产生图式、相应的防治对策及 其适用范围。 (5) 构建了旧水泥混凝土路面沥青加铺层厚度设计方法，并应用于京珠高速公 路粤境广韶段水泥混凝土路面改建工程中防治反射裂缝措施的选择和沥青面层 厚度设计。 研究成果对加深旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝产生机理的认识，提 升我国旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的防治水平具有重要意义。 关键词：水泥混凝土路面，弯沉特征，沥青加铺层，反射裂缝，温度应力， 荷载应力，夹层材料，应力松弛，防治对策 |
| 作者： | 周玉民 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 谈至明 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学交通运输工程学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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