[碩士]大粒徑瀝青碎石緩解層瀝青路面結(jié)構(gòu)分析

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　　[碩士]大粒徑瀝青碎石緩解層瀝青路面結(jié)構(gòu)分析　　學(xué)科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：碩士 　　學(xué)位授予單位：長安大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　 基層分為柔性基層、半剛性基層及剛性基層三種。半剛性基層具有整體強(qiáng)度高、板體性好、承載力強(qiáng)且便于取材等優(yōu)點(diǎn)，但其自身收縮裂縫及引起的瀝青面層反射裂縫難以避免。剛性基層瀝青路面具有整體性好、承載力高、抗沖刷性強(qiáng)、路面柔順、易維修等特點(diǎn)，但剛性基層剛度大，易溫縮、干縮而產(chǎn)生開裂，該路面結(jié)構(gòu)中同樣存在瀝青面層反射裂縫問題。因此，有必要開展設(shè)置裂縫緩解層的抗反射裂縫措施的相關(guān)研究，探索瀝青路面新結(jié)構(gòu)?！　? 本文主要進(jìn)行了以下三個(gè)方面的研究工作:(1)根據(jù)路面斷裂力學(xué)基本理論與二維有限元方法，對(duì)設(shè)置開級(jí)配大粒徑瀝青碎石(OLSM)緩解層的瀝青路面反射裂縫擴(kuò)展路徑進(jìn)行了數(shù)值模擬。(2)應(yīng)用三維有限元方法，對(duì)設(shè)置OLSM緩解層的瀝青路面車輛荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力及禍合應(yīng)力進(jìn)行了力學(xué)分析。(3)通過對(duì)設(shè)置OLSM緩解層和普通AC緩解層的瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行禍合應(yīng)力對(duì)比分析，探討了OLSM緩解層的防裂機(jī)理?！　? 研究表明:在輪載與溫度共同作用下，瀝青路面反射裂縫并非直線向上擴(kuò)展，而是呈“之”字形向上延伸;尤其是在OLSM緩解層中，當(dāng)裂縫擴(kuò)展遇到孔隙時(shí)，其擴(kuò)展路徑被孔隙所阻隔而愈呈“之”字形;裂縫向上擴(kuò)展的“之”字形路徑曲折程度取決于OLSM緩解層的厚度、空隙率、孔的形狀及其分布形式等因素，裂縫擴(kuò)展路徑愈曲折，裂縫自下而上擴(kuò)展至瀝青面層頂部的時(shí)間越長，從而延長了路面使用壽命。軸載、OLSM緩解層厚度、瀝青混凝土面層厚度是車輛荷載應(yīng)力的主要影響因素;降溫幅度、OLSM緩解層模量、厚度及空隙率、瀝青混凝土面層模量及厚度是溫度應(yīng)力的主要影響因素;降溫幅度、OLSM緩解層厚度、瀝青混凝土面層厚度是禍合應(yīng)力的主要影響因素。OLSM中大粒徑礦料多、瀝青含量少及空隙率大，這種多空隙結(jié)構(gòu)可有效阻斷裂縫尖端的擴(kuò)展路徑，削弱拉應(yīng)力和拉應(yīng)變的傳遞能力，從而消散和吸收路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力。此外，OLSM收縮系數(shù)較小，其大粒徑和多空隙結(jié)構(gòu)具有較大的塑性變形能力，可充分吸收裂縫釋放的應(yīng)變能，減小路面結(jié)構(gòu)裂縫處的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而延緩反射裂縫向上擴(kuò)展的速度。OLSM緩解層的防裂效果顯著優(yōu)于普通AC緩解層。

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