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《湖南大学》 2007年
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行车荷载和温度作用下的沥青路面表面开裂研究

张翔宇  
【摘要】: 开裂是沥青路面的主要病害之一,是沥青路面的普遍现象。目前关于沥青路面开裂的研究,主要是结构层底部开始的疲劳开裂,或基层已存在裂纹的反射开裂,即由下向上的开裂。并且对这种开裂机理有深入的认识,防治措施也取得了很大的成功。 传统的沥青路面设计理论,都是以层底容许弯拉应力作为控制结构层疲劳开裂的设计指标,对沥青路面表面开裂没有作出合理的解释,沥青路面设计规范中也没有给出控制指标。这种开裂的机理还不清楚,目前的研究主要集中在车辆超载和轮胎压力的非均匀性等,从水平荷载和骤然降温产生的温度荷载方面研究的文献少。裂缝扩展问题的研究也是多集中在垂直荷载方面,对水平荷载和温度荷载的研究,涉及的文献也不多。 沥青路面开裂的机理,主要有行车荷载和环境两个方面。行车荷载中仅考虑垂直荷载,忽视水平荷载是不全面的,温度荷载也是一个重要因素。因此本文首先利用线弹性力学、传热学和有限元原理,建立路面结构三维模型,分析垂直荷载、水平荷载、温度荷载及其相互组合对沥青路面作用的力学响应,研究沥青路面表面开裂的机理;然后根据线弹性断裂力学、传热学和有限元理论,建立沥青路面开裂二维模型,分析垂直荷载、水平荷载、温度荷载及其相互组合对裂缝应力强度因子的影响。 分析结果表明,沥青路面表面的开裂主要是由于水平荷载与垂直荷载共同作用下,沥青面层表面产生的最大拉应力和最大剪应力大于沥青混合料抗拉强度和抗剪强度造成的,高温季节的骤然降温引起的温度荷载也是造成表面开裂的因素之一。对于沥青路面裂缝扩展,水平荷载也是主要因素,垂直荷载的作用次之,温度荷载的最小。丰富了对沥青路面表面开裂机理的认识,为防止这种破坏提供了理论前提。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U416.217

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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