【博士】半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)疲勞斷裂分析【2007】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院　　學(xué)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(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，在行車荷載與溫度荷載的作用下，裂縫逐漸擴(kuò)展，直至貫穿整個(gè)面層，大大降低路面的使用性能。因此，對(duì)帶裂縫的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究與分析，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)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(duì)應(yīng)裂縫兩種瀝青路面常見裂縫形式為研究對(duì)象，主要做了以下幾方面的工作：　　1．以完好路面結(jié)構(gòu)半剛性基層底部彎拉應(yīng)力為等效原則，對(duì)三維與平面應(yīng)變模型荷載進(jìn)行近似地等效轉(zhuǎn)換，然后采用平面應(yīng)變模型，計(jì)算分析了正對(duì)稱與偏荷載兩種最不利荷位作用下，荷載型應(yīng)力強(qiáng)度因子隨層間結(jié)合狀態(tài)、路面結(jié)構(gòu)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(duì)各層間結(jié)合狀態(tài)下的荷載型應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行了回歸，給出了適用的回歸公式；　　2．對(duì)溫度荷載采用溫度翹曲與均勻收縮的線性疊加，計(jì)算分析了面層和基層翹曲與收縮作用下，溫度型應(yīng)力強(qiáng)度因子隨層間結(jié)合狀態(tài)、結(jié)構(gòu)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(jié)合狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的溫度型應(yīng)力強(qiáng)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(dǎo)方程，計(jì)算給出了在日變溫和年變溫兩種狀況下，基于應(yīng)力強(qiáng)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(yīng)力理論和Forman公式，對(duì)荷載與溫度耦合作用下裂縫的疲勞擴(kuò)展壽命進(jìn)行了預(yù)估和分析，并給出了以裂縫擴(kuò)展速率為等效原則的不同軸型和級(jí)位下軸載換算系數(shù)；　　5．采用接觸單元對(duì)夾層的防反機(jī)理進(jìn)行了定性的分析和比較?！　?

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