[碩士]楚大高速公路瀝青路面開(kāi)裂研究

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　　[碩士]楚大高速公路瀝青路面開(kāi)裂研究　　學(xué)科專業(yè): 森林工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：西南林學(xué)院　　學(xué)位年度：2004　　路面開(kāi)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(gè)使用期，并隨著路齡的增長(zhǎng)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(huì)逐漸向上擴(kuò)展到路表。如何正確認(rèn)識(shí)瀝青路面開(kāi)裂機(jī)理、阻止或延緩裂縫的發(fā)展，延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，是一個(gè)值得關(guān)注的世界性的難題?！　? 目前，瀝青路面設(shè)計(jì)方法是建立在層狀彈性理論基礎(chǔ)上的耐久性設(shè)計(jì)方法，但瀝青路面仍然存在著設(shè)計(jì)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(lái)隨著公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，交通量迅速增長(zhǎng)，載重車輛增加，車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，致使一些路面使用質(zhì)量和壽命達(dá)不到應(yīng)有的使用年限。　　自從人們?cè)诘缆飞祥_(kāi)始使用瀝青路面結(jié)構(gòu)以來(lái)，就開(kāi)始了對(duì)瀝青路面破壞形態(tài)及其原因的探討，并根據(jù)當(dāng)時(shí)所掌握的認(rèn)識(shí)水平與方法對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的抗裂設(shè)計(jì)方法。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用基于斷裂力學(xué)的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法，但總體上來(lái)說(shuō)，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(duì)影響瀝青路面裂縫擴(kuò)展的機(jī)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(biāo)以及瀝青路面抗裂設(shè)計(jì)方法，有關(guān)的試驗(yàn)測(cè)試方法也不成熟，所以需要進(jìn)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(guò)了材料自身的應(yīng)力、應(yīng)變極限要求，容易造成路面開(kāi)裂。高速公路“渠化交通”使各車道具有了事實(shí)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(duì)象之一?！　? 另外由于瀝青混合料的粘彈性質(zhì)，在溫度變化過(guò)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(qiáng)度，路面不會(huì)立即開(kāi)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(dǎo)致路面的溫度疲勞開(kāi)裂?！　? 本文在前人對(duì)瀝青路面開(kāi)裂研究成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)廣泛收集楚大高速公路的資料;深入研究斷裂學(xué)理論與有限元法在瀝青路面開(kāi)裂方面的理論知識(shí):學(xué)習(xí)瀝青路面材料的熱粘彈性理論與方法，運(yùn)用有限元法來(lái)計(jì)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(jì)算結(jié)果表明:運(yùn)用有限元法來(lái)分析交通荷載作用下瀝青路面的開(kāi)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(jì)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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