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加铺沥青面层的旧水泥混凝土路面温度应力分析
| 论文题名： | 加铺沥青面层的旧水泥混凝土路面温度应力分析 |
| 关键词： | 道路工程;旧路改造;沥青加铺;层间界面;温度应力 |
| 摘要： | 本文以湖北省黄冈市旧路改造为工程背景，结合当前国内外旧水泥混凝土路面改造现状，研究在其上加铺沥青面层的复合式路面结构温度应力的作用效应，使所得结果应用于加铺改造设计，为省内公路改造提供理论支撑。 ⑴采用层状弹性体系力学中的弹性半空间体地基上双层板理论及三层弹性体系理论，分析了加铺沥青面层的水泥混凝土路面在等温载荷作用下应力和位移的解析解。其次，引入杜哈梅理论，将温度荷载作用下的应力求解转换为等温弹性力学外载荷作用问题。此外，以弹性层状体系力学及热弹性力学为基础，推导了温度作用下旧水泥混凝土路面的胀缩效应及翘曲应力对加铺的沥青面层内温度应力的影响；采用Goodman模型描述层间接触条件，并分析了其衡量参数一界面模量K对加铺层温度应力的影响效应。 ⑵采用ANSYS软件的热--结构分析的耦合技术，建立平面有限元模型分析了路面温度场的分布，并由热应力分析得到不同加铺层厚的沥青层温度应力和位移、旧水泥混凝土层温度应力及沉降分布，并提出合理的加铺设计方案。 ⑶对旧水泥混凝土路面常见病害成因进行了剖析，并总结和概述了当前较适用的路面破损状况的评估模型，为旧水泥混凝土路面的加铺改造设计做铺垫；对水泥混凝土路面及沥青路面的温度状况进行了介绍，并给出当前使用的求解其温度应力及温度疲劳应力的半经验公式，为后文复合式路面结构温度应力的分析提供了很好的理论基础；对温度理论进行详尽有序的介绍，并引入热传导理论及有限元求解过程中的热分析的理论基础，使有限元模拟思路更加清晰。 ⑷通过对加铺沥青面层的旧水泥混凝土路面进行温度应力的分析，得到如下结论：①随着加铺厚度的增加，其减小层内应力的作用逐渐变缓，因此加铺的沥青面层不宜过厚；②层间界面模量对复合式路面结构的应力有较大影响，在沥青加铺层和旧水泥混凝土板之间应设置一定厚度的夹层，能起到很好的降低应力的作用。 |
| 作者： | 王花平 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李之达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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