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级配碎石复合式基层沥青路面力学性能研究

谷小阳  
【摘要】:随着半刚性基层沥青路面结构形式在我国的广泛应用,半刚性基层缩裂所导致的路面开裂等问题也日益成为研究人员关注的热点。采用级配碎石复合式基层沥青路面能够很好的预防半刚性基层沥青路面反射裂缝的问题,基于此,本文对其力学性能进行了分析研究,以期能够为级配碎石复合式基层沥青路面的进一步推广和应用提供指导作用。首先,在对级配碎石材料特性分析的基础上,对级配碎石的力学非线性本构模型进行了分析,将其分为弹性非线性本构模型和弹塑性非线性本构模型两类,同时为使级配碎石的力学性能得到充分发挥,对级配碎石原材料技术指标以及级配设计范围进行了分析研究。其次,基于级配碎石弹性非线性本构模型,采用KENLAYER非线性程序对级配碎石复合式基层沥青路面进行了非线性力学计算,分析了路面各结构层力学参数对沥青路面各力学指标的影响大小,确定了对各力学指标影响最大的力学参数,并对级配碎石复合式基层沥青路面和半刚性基层沥青路面的各力学指标进行了对比分析,论证了级配碎石复合式基层沥青路面的合理性,并结合试验路光纤检测结果,对两种路面结构沥青面层层底拉应变进行了分析,论证了分析结果的合理性。基于级配碎石弹塑性非线性本构模型,采用ABAQUS有限元软件对级配碎石复合式基层沥青路面的力学性能进行了有限元分析,重点分析了级配碎石层弹性模量和厚度对沥青路面各力学指标的影响,并与弹性非线性分析结果进行对比,发现两种分析方法在分析结果方面是一致的。最后,基于断裂力学原理,引入裂缝尖端应力强度因子作为评价指标,对级配碎石复合式基层沥青路面和半刚性基层沥青路面的抗裂性能进行了对比分析,论证了级配碎石复合式基层沥青路面能够很好的预防沥青路面反射裂缝的发生;同时通过改变级配碎石层的厚度和弹性模量,计算分析了级配碎石参数的取值对级配碎石复合式基层沥青路面裂缝尖端应力强度因子的影响。


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