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重载交通沥青混凝土路面结构的耐久性分析
| 论文题名： | 重载交通沥青混凝土路面结构的耐久性分析 |
| 关键词： | 重载车辆;半刚性基层;沥青混凝土路面;路面结构;耐久性能;塑性损伤;有限元法 |
| 摘要： | 半刚性基层沥青混凝土路面是我国公路的主要结构型式之一。平顶山市作为一个新兴的资源城市，重载车辆较多。由于受多方面因素制约，我国干线公路的设计标准相对较低，在重载车辆荷载长期作用下，半刚性基层沥青混凝土路面结构在其内部容易出现损伤，导致刚度降低，从而使得半刚性基层沥青混凝土路面的早期开裂破坏严重，影响其使用寿命。因此，开展半刚性基层沥青混凝土路面结构耐久性研究具有重要的实际应用价值。 本文针对平顶山市干线公路的实际情况，基于损伤力学分析理论，利用半刚性材料与混凝土材料相似的特性，确定了二灰稳定砂和水泥稳定碎石等半刚性基层材料的塑性损伤模型。结合路况调查，确定了重载车辆的代表性轴载。在此基础上，利用有限元软件ABAQUS建立了路面结构的计算分析模型，对使用不同基层材料的半刚性基层沥青混凝土路面结构进行了系统的损伤计算分析。根据半刚性基层材料的损伤结果确定基层模量的折减情况，分析了不同基层材料对路面结构使用寿命的影响，并分别探讨了面层、基层及底基层的厚度对路面结构使用寿命的影响，提出了适合重载交通的干线公路半刚性基层沥青路面典型结构型式。 为了分析温度变化对路面结构使用寿命的影响，对沥青混凝土路面结构的温度场进行数值模拟，计算了不同温度变化情况下路面结构的温度应力，分析了在重载作用、温度作用以及温度与荷载耦合作用下半刚性基层沥青混凝土路面结构的使用寿命，并研究了基层裂缝对路面结构使用性能的影响。 为了提高半刚性沥青混凝土路面结构的耐久性能，结合国标《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)、河南省地方标准《公路水泥稳定碎石抗裂设计与施工技术规范》（DB41/T864-2013）、《河南省高速公路设计技术要求》和江苏省地方标准《江苏省高速公路沥青路面施工技术规范》（DB32/T1087-2008），对半刚性基层沥青路面的下面层及基层、底基层，给出了一个比较合理的骨架密实型混合料的级配组成范围，供施工参考。 |
| 作者： | 张浩 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 乐金朝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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