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【博士】連續(xù)配筋混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面工作機理和結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的研究【2006】
內(nèi)容簡介
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:東南大學(xué) 學(xué)位年度: 2006年 由于交通量增長迅猛,路面早期損壞較為嚴(yán)重,我國高速公路路面使用壽命經(jīng)常低于設(shè)計使用期。因此,有必要對瀝青路面耐久性進行深入研究,探索適宜的路面結(jié)構(gòu)型式。連續(xù)配筋混凝土與瀝青混凝土(CRC-AC)復(fù)合式路面是一種耐久性路面結(jié)構(gòu),CRCP提供穩(wěn)定、堅實的基層,AC層改善路面使用性能。雖然國內(nèi)曾進行了相關(guān)的試驗和研究,但未考慮CRCP裂縫模式與普通JPCP或JRCP的差異、覆蓋瀝青層后對CRCP的影響和瀝青層與CRCP層間粘結(jié)問題。本文運用有限元法對CRC-AC復(fù)合式路面進行了CRCP荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的分析、交通荷載作用下AC層裂縫形成及擴展機理的研究、AC層與CRCP層問剪應(yīng)力的研究,調(diào)查了現(xiàn)有CRCP實際使用性能,提出了基于路面破壞模式的CRC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。 CRCP荷載應(yīng)力分析中,建立三維有限元模型,通過計算與分析,確定了CRCP的最不利荷位,分析了路面結(jié)構(gòu)參數(shù)對CRCP荷載應(yīng)力的影響情況{確定了CRCP疲勞損耗臨界荷位,分析在不同裂縫間距下,CRCP疲勞損耗臨界荷位處的荷載應(yīng)力隨路面結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的規(guī)律,建立回歸模型,得到了CRCP荷載應(yīng)力計算公式?! RCP溫度應(yīng)力分析中,分析了CRC.-AC復(fù)合式路面溫度場的分布規(guī)律,研究了CRCP最大溫度梯度與路面結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系,推導(dǎo)了CRCP的最大溫度梯度公式;建立CRCP溫度應(yīng)力計算模型,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對CRCP翹曲應(yīng)力的影響規(guī)律,建立回歸模型,推導(dǎo)了CRcP翹曲應(yīng)力的計算公式?! 〗煌ê奢d對AC層裂縫影響的研究中,分析了交通荷載下AC層的受力狀態(tài),建立AC層起裂模型進行了裂縫起裂壽命的計算,研究表明交通荷載下AC層不會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象;對由其它因素引起了AC層出現(xiàn)初始裂縫后,裂縫在交通荷載作用下擴展規(guī)律進行了研究,研究表明在交通荷載作用下道路使用期內(nèi)AC層不會出現(xiàn)裂縫的失穩(wěn)擴展。CRC_.-AC復(fù)合式路面AC層具有良好的抗裂性能?! C層與CRCP層間抗剪性能的研究中,建立三維有限元模型,確定了AC層層底剪應(yīng)力的最不利荷位,對正常行車、有思想準(zhǔn)備的停車以及超載、緊急制動情況下AC層與CRCP間剪應(yīng)力進行研究,分析路面結(jié)構(gòu)參數(shù)對AC層層底最大剪應(yīng)力的影響規(guī)律,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法,建立AC層層底最大剪應(yīng)力的預(yù)測模型?! Rc.Ac復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究中,通過理論分析以及相應(yīng)試驗路的觀測,確定了CRCP的縱向疲勞開裂和AC層與CRCP的剪切破壞是CRC-AC復(fù)合式路面主要破壞模式,提出基于主要破壞模式的CRC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,給出了CRC-AC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的詳細(xì)步驟。根據(jù)工程實踐,提出對端部處理運用毛勒伸縮縫的方法?! ?
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