[博士]半剛性基層瀝青路面兩階段設計方法研究

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　　[博士]半剛性基層瀝青路面兩階段設計方法研究　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：東南大學　　學位年度：2005　　我國公路建設中廣泛運用的半剛性基層瀝青路面早期破壞嚴重，路面的實際使用壽命低于設計壽命。目前大量出現(xiàn)的損壞是現(xiàn)行理論和規(guī)范所無法解釋的，路面實踐中所暴露的大量問題促使應對路面設計理論及設計方法進行反思。本文運用有限元方法對瀝青路面進行了疲勞斷裂分析，研究了瀝青路面裂縫的擴展規(guī)律，并提出了兩階段路面結(jié)構(gòu)設計方法，旨在探索延長路面使用壽命的途徑?！　? 首先進行半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)特點分析，簡化半剛性基層濕度及溫度場，建立半剛性基層收縮模型，動態(tài)模擬半剛性基層的收縮開裂，揭示半剛性基層的工作狀態(tài)，并對影響半剛性基層表面裂縫產(chǎn)生的各因素進行了力學分析，進而分析總結(jié)半剛性基層瀝青路面裂縫的類型(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算裂縫的應力強度因子，模擬路面結(jié)構(gòu)裂縫的擴展行為，詳細分析不同結(jié)構(gòu)層組合等對各種裂縫應力強度因子及擴展規(guī)律的影響.并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡的方法，建立了瀝青路面裂縫應力強度因子的預測模型。　　然后建立半剛性基層瀝青路面兩階段疲勞模型，對半剛性基層瀝青路面疲勞開裂壽命及其影響因素進行了系統(tǒng)研究，預測其兩階段疲勞壽命?！　? 采用道路結(jié)構(gòu)溫度場的指數(shù)模擬簡化函數(shù)，并建立二維有限元模型，同時考慮了溫度變化時瀝青混凝土材料的彈性模量和溫縮系數(shù)的差異性后，計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程中的擴展規(guī)律，并分別對其溫度疲勞斷裂壽命進行了預估?！　? 最后重新審視半剛性基層瀝青路面的設計理念，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上，對瀝青面層和半剛性基層進行疲勞設計，并提出了半剛性基層瀝青路面兩階段設計方法。

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