[博士]半剛性基層瀝青路面兩階段設(shè)計(jì)方法研究

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　　[博士]半剛性基層瀝青路面兩階段設(shè)計(jì)方法研究　　學(xué)科專(zhuān)業(yè):道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士 　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度：2005　　 我國(guó)公路建設(shè)中廣泛運(yùn)用的半剛性基層瀝青路面早期破壞嚴(yán)重，路面的實(shí)際使用壽命低于設(shè)計(jì)壽命。目前大量出現(xiàn)的損壞是現(xiàn)行理論和規(guī)范所無(wú)法解釋的，路面實(shí)踐中所暴露的大量問(wèn)題促使應(yīng)對(duì)路面設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行反思。本文運(yùn)用有限元方法對(duì)瀝青路面進(jìn)行了疲勞斷裂分析，研究了瀝青路面裂縫的擴(kuò)展規(guī)律，并提出了兩階段路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，旨在探索延長(zhǎng)路面使用壽命的途徑。　　 首先進(jìn)行半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，簡(jiǎn)化半剛性基層濕度及溫度場(chǎng)，建立半剛性基層收縮模型，動(dòng)態(tài)模擬半剛性基層的收縮開(kāi)裂，揭示半剛性基層的工作狀態(tài)，并對(duì)影響半剛性基層表面裂縫產(chǎn)生的各因素進(jìn)行了力學(xué)分析，進(jìn)而分析總結(jié)半剛性基層瀝青路面裂縫的類(lèi)型(疲勞反射裂縫和表面疲勞裂縫)及其成因?！　? 接著建立三維有限元模型，引入奇異等參單元計(jì)算裂縫的應(yīng)力強(qiáng)度因子，模擬路面結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)展行為，詳細(xì)分析不同結(jié)構(gòu)層組合等對(duì)各種裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子及擴(kuò)展規(guī)律的影響.并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，建立了瀝青路面裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子的預(yù)測(cè)模型。　　 然后建立半剛性基層瀝青路面兩階段疲勞模型，對(duì)半剛性基層瀝青路面疲勞開(kāi)裂壽命及其影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究，預(yù)測(cè)其兩階段疲勞壽命?！　? 采用道路結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的指數(shù)模擬簡(jiǎn)化函數(shù)，并建立二維有限元模型，同時(shí)考慮了溫度變化時(shí)瀝青混凝土材料的彈性模量和溫縮系數(shù)的差異性后，計(jì)算分析了半剛性基層瀝青路面表面裂縫和面層反射裂縫在溫降過(guò)程中的擴(kuò)展規(guī)律，并分別對(duì)其溫度疲勞斷裂壽命進(jìn)行了預(yù)估?！　? 最后重新審視半剛性基層瀝青路面的設(shè)計(jì)理念，在增加控制瀝青路面表面疲勞裂縫及考慮半剛性基層已存在的收縮裂縫的基礎(chǔ)上，對(duì)瀝青面層和半剛性基層進(jìn)行疲勞設(shè)計(jì)，并提出了半剛性基層瀝青路面兩階段設(shè)計(jì)方法。

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