[碩士]楚大高速公路瀝青路面開裂研究

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　　[碩士]楚大高速公路瀝青路面開裂研究　　學科專業(yè): 森林工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：西南林學院　　學位年度：2004　　路面開裂是瀝青路面的主要病害之一，它幾乎伴隨著瀝青路面的整個使用期，并隨著路齡的增長而加重。由于環(huán)境、溫度、交通荷載等因素的影響，瀝青路面中已有裂縫將會逐漸向上擴展到路表。如何正確認識瀝青路面開裂機理、阻止或延緩裂縫的發(fā)展，延長瀝青路面的使用壽命，是一個值得關(guān)注的世界性的難題?！　? 目前，瀝青路面設(shè)計方法是建立在層狀彈性理論基礎(chǔ)上的耐久性設(shè)計方法，但瀝青路面仍然存在著設(shè)計年限內(nèi)由于各種原因而發(fā)生的早期破壞。尤其是近年來隨著公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，交通量迅速增長，載重車輛增加，車輛超載現(xiàn)象嚴重，致使一些路面使用質(zhì)量和壽命達不到應(yīng)有的使用年限?！　? 自從人們在道路上開始使用瀝青路面結(jié)構(gòu)以來，就開始了對瀝青路面破壞形態(tài)及其原因的探討，并根據(jù)當時所掌握的認識水平與方法對瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞進行研究，并提出相應(yīng)的抗裂設(shè)計方法。目前國內(nèi)外廣泛采用基于斷裂力學的疲勞壽命預測方法，但總體上來說，關(guān)于瀝青混合料特性、瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度及上下結(jié)構(gòu)層材料性能差異、結(jié)構(gòu)層間聯(lián)結(jié)狀態(tài)等因素對影響瀝青路面裂縫擴展的機理研究尚不系統(tǒng)，未提出合適的瀝青混合料斷裂韌性參數(shù)等材料性能指標以及瀝青路面抗裂設(shè)計方法，有關(guān)的試驗測試方法也不成熟，所以需要進一步更深入研究。　　由于路面在重載交通作用下產(chǎn)生的內(nèi)力超過了材料自身的應(yīng)力、應(yīng)變極限要求，容易造成路面開裂。高速公路“渠化交通”使各車道具有了事實上的明確分工，在行車道內(nèi)產(chǎn)生的裂縫明顯多于其它車道。本文把重交通荷載作為研究的對象之一。　　另外由于瀝青混合料的粘彈性質(zhì)，在溫度變化過程中，雖然路面中產(chǎn)生的溫度收縮應(yīng)力小于瀝青混合料的抗拉強度，路面不會立即開裂。但每次溫度收縮應(yīng)力的循環(huán)都將在路面材料內(nèi)部造成一定程度的溫度疲勞損傷，隨著溫度收縮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，溫度疲勞損傷將逐漸積累，終將導致路面的溫度疲勞開裂?！　? 本文在前人對瀝青路面開裂研究成果的基礎(chǔ)上，通過廣泛收集楚大高速公路的資料;深入研究斷裂學理論與有限元法在瀝青路面開裂方面的理論知識:學習瀝青路面材料的熱粘彈性理論與方法，運用有限元法來計算楚大高速公路瀝青路面在不同交通荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力與溫度周期性變化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力?！　? 文章計算結(jié)果表明:運用有限元法來分析交通荷載作用下瀝青路面的開裂破壞是可行的;另外，根據(jù)瀝青材料的熱粘彈性質(zhì)，用有限元法計算瀝青路面在溫度周期性變化下產(chǎn)生的應(yīng)力也能反映路面材料受溫度變化而產(chǎn)生破壞的規(guī)律。

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