[碩士]柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析

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內(nèi)容簡介

　　[碩士]柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析　　學(xué)科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：碩士 　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　 隨著我國高等級公路的長期應(yīng)用與研究，半剛性基層瀝青路面的一些固有缺陷逐漸暴露出來，主要表現(xiàn)在半剛性基層材料收縮量較大、水穩(wěn)性差、排水性能差，從而導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生開裂、卿漿、松散等破壞現(xiàn)象，嚴重影響道路的服務(wù)功能，也直接影響半剛性基層瀝青路面的使用壽命和服務(wù)水平。為了解決半剛性基層瀝青路面早期破壞嚴重的缺陷，越來越多的研究開始致力于尋找新的路面結(jié)構(gòu)形式，柔性基層瀝青路面逐漸進入研究人員的視野。　　 柔性基層瀝青路面一般包括無結(jié)合料粒料(底)基層瀝青路面、瀝青穩(wěn)定碎石基層(下臥粒料層或者直接放在改善的路基土上)瀝青路面。其中，瀝青穩(wěn)定碎石基層材料具有較高的抗剪強度、抗彎拉強度和耐疲勞性等優(yōu)點。瀝青穩(wěn)定碎石基層材料與半剛性基層材料相比，不易產(chǎn)生收縮開裂和水損害;瀝青穩(wěn)定碎石基層作為應(yīng)力消散層，可以有效地減少路面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中現(xiàn)象，可以大大延緩路面反射裂縫的發(fā)生;同時，瀝青碎石基層材料與面層材料的結(jié)構(gòu)相似，基層可以與瀝青面層間粘結(jié)牢固，并且兩種材料的模量接近，路面結(jié)構(gòu)的受力、變形更為協(xié)調(diào)。在歐美等國，這種路面結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于高速公路和重交通公路，并取得了良好的效果，但是在國內(nèi)相關(guān)研究才剛剛起步?！　? 本文結(jié)合柔性基層瀝青路面的特點，首先研究了瀝青路面結(jié)構(gòu)的破壞形式和機理，介紹了有限元彈性層狀體系理論，然后針對我國現(xiàn)行的柔性路面設(shè)計方法，采用ANSYS有限元軟件建立路面結(jié)構(gòu)實體模型，對彈性層狀體系的層間粘結(jié)狀況和土基材料的本構(gòu)模型進行模擬計算分析。結(jié)果表明，設(shè)計理論假設(shè)層間完全連續(xù)和假定土基為線彈性材料對瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層瀝青路面的力學(xué)響應(yīng)有很大的影響，使設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)偏于不安全狀態(tài)。　　 為了進一步了解瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層瀝青路面的優(yōu)缺點，本文研究了四種不同類型路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)特點并進行了比較分析，結(jié)果表明柔性基層瀝青路面的綜合性能優(yōu)于其它三種路面結(jié)構(gòu);然后對和左試驗路段推薦的路面方案進行比較分析，分析表明路面結(jié)構(gòu)方案工I-1力學(xué)性能最優(yōu);最后對路面結(jié)構(gòu)方案II-1進行了參數(shù)敏感性分析，并進行參數(shù)優(yōu)化，得到優(yōu)化的路面結(jié)構(gòu)組合，為柔性基層瀝青路面設(shè)計人員提供參考經(jīng)驗。

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