【博士】半剛性基層瀝青路面結構疲勞斷裂分析【2007】

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　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學交通運輸工程學院　　學位年度： 2007年　　半剛性基層材料本身的特性決定了其開裂是不可避免的。隨著半剛性基層的開裂，裂縫尖端將會產(chǎn)生很大的應力集中，在行車荷載與溫度荷載的作用下，裂縫逐漸擴展，直至貫穿整個面層，大大降低路面的使用性能。因此，對帶裂縫的半剛性基層瀝青路面結構進行研究與分析，具有重要的理論意義和實用價值。本文采用疲勞斷裂理論和數(shù)值分析方法，以面層反射裂縫和對應裂縫兩種瀝青路面常見裂縫形式為研究對象，主要做了以下幾方面的工作：　　1．以完好路面結構半剛性基層底部彎拉應力為等效原則，對三維與平面應變模型荷載進行近似地等效轉換，然后采用平面應變模型，計算分析了正對稱與偏荷載兩種最不利荷位作用下，荷載型應力強度因子隨層間結合狀態(tài)、路面結構參數(shù)的變化規(guī)律，并采用分段回歸方法和冪函數(shù)乘積形式對各層間結合狀態(tài)下的荷載型應力強度因子進行了回歸，給出了適用的回歸公式；　　2．對溫度荷載采用溫度翹曲與均勻收縮的線性疊加，計算分析了面層和基層翹曲與收縮作用下，溫度型應力強度因子隨層間結合狀態(tài)、結構層參數(shù)的變化規(guī)律，并給出了溫度收縮作用下，不同裂縫間距和層間結合狀態(tài)所對應的溫度型應力強度因子回歸公式；　　3．采用廣義Maxwell模型模擬瀝青混合料的松弛特性，且利用路表溫度邊界條件代入熱傳導方程，計算給出了在日變溫和年變溫兩種狀況下，基于應力強度因子的瀝青面層等效松弛模量和松弛系數(shù)回歸公式：　　4．根據(jù)最大周向拉應力理論和Forman公式，對荷載與溫度耦合作用下裂縫的疲勞擴展壽命進行了預估和分析，并給出了以裂縫擴展速率為等效原則的不同軸型和級位下軸載換算系數(shù)；　　5．采用接觸單元對夾層的防反機理進行了定性的分析和比較?！　?

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