[碩士]大粒徑瀝青碎石緩解層瀝青路面結構分析

內容簡介

　　[碩士]大粒徑瀝青碎石緩解層瀝青路面結構分析　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2008　　基層分為柔性基層、半剛性基層及剛性基層三種。半剛性基層具有整體強度高、板體性好、承載力強且便于取材等優(yōu)點，但其自身收縮裂縫及引起的瀝青面層反射裂縫難以避免。剛性基層瀝青路面具有整體性好、承載力高、抗沖刷性強、路面柔順、易維修等特點，但剛性基層剛度大，易溫縮、干縮而產(chǎn)生開裂，該路面結構中同樣存在瀝青面層反射裂縫問題。因此，有必要開展設置裂縫緩解層的抗反射裂縫措施的相關研究，探索瀝青路面新結構?！　? 本文主要進行了以下三個方面的研究工作:(1)根據(jù)路面斷裂力學基本理論與二維有限元方法，對設置開級配大粒徑瀝青碎石(OLSM)緩解層的瀝青路面反射裂縫擴展路徑進行了數(shù)值模擬。(2)應用三維有限元方法，對設置OLSM緩解層的瀝青路面車輛荷載應力、溫度應力及禍合應力進行了力學分析。(3)通過對設置OLSM緩解層和普通AC緩解層的瀝青路面結構進行禍合應力對比分析，探討了OLSM緩解層的防裂機理?！　? 研究表明:在輪載與溫度共同作用下，瀝青路面反射裂縫并非直線向上擴展，而是呈“之”字形向上延伸;尤其是在OLSM緩解層中，當裂縫擴展遇到孔隙時，其擴展路徑被孔隙所阻隔而愈呈“之”字形;裂縫向上擴展的“之”字形路徑曲折程度取決于OLSM緩解層的厚度、空隙率、孔的形狀及其分布形式等因素，裂縫擴展路徑愈曲折，裂縫自下而上擴展至瀝青面層頂部的時間越長，從而延長了路面使用壽命。軸載、OLSM緩解層厚度、瀝青混凝土面層厚度是車輛荷載應力的主要影響因素;降溫幅度、OLSM緩解層模量、厚度及空隙率、瀝青混凝土面層模量及厚度是溫度應力的主要影響因素;降溫幅度、OLSM緩解層厚度、瀝青混凝土面層厚度是禍合應力的主要影響因素。OLSM中大粒徑礦料多、瀝青含量少及空隙率大，這種多空隙結構可有效阻斷裂縫尖端的擴展路徑，削弱拉應力和拉應變的傳遞能力，從而消散和吸收路面結構應力。此外，OLSM收縮系數(shù)較小，其大粒徑和多空隙結構具有較大的塑性變形能力，可充分吸收裂縫釋放的應變能，減小路面結構裂縫處的應力集中現(xiàn)象，從而延緩反射裂縫向上擴展的速度。OLSM緩解層的防裂效果顯著優(yōu)于普通AC緩解層。

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