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沥青路面表面裂纹扩展行为的时间相关研究
| 论文题名： | 沥青路面表面裂纹扩展行为的时间相关研究 |
| 关键词： | 沥青路面;路面开裂;扩展机理;数值分析;有限元模型 |
| 摘要： | 沥青路面开裂是路面的主要病害之一，其形式多种多样，近年来，由行车荷载引起的沥青路面表面开裂受到了道路工作者的普遍关心。这种表面裂纹主要发生在柔性路面的轮迹处，裂纹首先在沥青路面表面纵向开裂，随着行车荷载的反复作用，裂纹逐渐增多变长，最后发展成网裂。国内对这种表面纵向小裂纹开裂机理与扩展行为的研究尚不多，因此对这种表面小裂纹的形成原因和扩展机理进行深入的研究具有重要的理论意义和较大的工程价值。 沥青路面材料是一种典型的粘弹性材料，在行车荷载作用下，小裂纹将随时间逐渐扩展。针对行车荷载的反复性特征和路面材料的时间相关特征，运用粘弹性力学和断裂力学的相关知识，采用数值分析方法对表面小裂纹的扩展行为进行了深入的研究。 首先，视沥青路面材料为线弹性材料，建立带裂纹的三维路面结构有限元计算模型，计算不同沥青路面材料参数，裂纹模型参数、行车荷载参数和荷载与裂纹的不同位置对裂纹扩展的影响。 其次，视沥青路面面层材料为粘弹性材料，使用-5℃时的6参量广义Maxwell本构模型来模拟路面面层材料的本构关系。同时将行车荷载的作用形式视为半正弦波谱形式，通过大型通用有限元的二次开发功能，开发出在任意荷位进行循环加载的有限元子程序。分析荷载历史，加载速率和荷载间歇时间对疲劳裂纹扩展的影响。 最后，同样视沥青路面面层材料为粘弹性材料，行车荷载的作用形式为半正弦波谱形式，建立共面双裂纹的有限元计算模型，分析裂纹之间的干涉效应对裂纹扩展的影响，得到了一些有益的结论。 |
| 作者： | 江振华 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张晓春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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