【碩士】加鋪瀝青面層的舊水泥混凝土路面溫度應(yīng)力分析【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　本文以湖北省黃岡市舊路改造為工程背景，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外舊水泥混凝土路面改造現(xiàn)狀，研究在其上加鋪瀝青面層的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的作用效應(yīng)，使所得結(jié)果應(yīng)用于加鋪改造設(shè)計(jì)，為省內(nèi)公路改造提供理論支撐?！　≌n題主要以理論分析為主，采用層狀彈性體系力學(xué)中的彈性半空間體地基上雙層板理論及三層彈性體系理論，分析了加鋪瀝青面層的水泥混凝土路面在等溫載荷作用下應(yīng)力和位移的解析解。其次，引入杜哈梅理論，將溫度荷載作用下的應(yīng)力求解轉(zhuǎn)換為等溫彈性力學(xué)外載荷作用問題。此外，以彈性層狀體系力學(xué)及熱彈性力學(xué)為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了溫度作用下舊水泥混凝土路面的脹縮效應(yīng)及翹曲應(yīng)力對(duì)加鋪的瀝青面層內(nèi)溫度應(yīng)力的影響；采用Goodman模型描述層間接觸條件，并分析了其衡量參數(shù)一界面模量K對(duì)加鋪層溫度應(yīng)力的影響效應(yīng)?！　≡谟邢拊獢?shù)值模擬部分，主要采用ANSYS軟件的熱——結(jié)構(gòu)分析的耦合技術(shù)，建立平面有限元模型分析了路面溫度場(chǎng)的分布，并由熱應(yīng)力分析得到不同加鋪層厚的瀝青層溫度應(yīng)力和位移、舊水泥混凝土層溫度應(yīng)力及沉降分布，并提出合理的加鋪設(shè)計(jì)方案?！　〕酥猓疚倪€對(duì)舊水泥混凝土路面常見病害成因進(jìn)行了剖析，并總結(jié)和概述了當(dāng)前較適用的路面破損狀況的評(píng)估模型，為舊水泥混凝土路面的加鋪改造設(shè)計(jì)做鋪墊；對(duì)水泥混凝土路面及瀝青路面的溫度狀況進(jìn)行了介紹，并給出當(dāng)前使用的求解其溫度應(yīng)力及溫度疲勞應(yīng)力的半經(jīng)驗(yàn)公式，為后文復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的分析提供了很好的理論基礎(chǔ)；對(duì)溫度理論進(jìn)行詳盡有序的介紹，并引入熱傳導(dǎo)理論及有限元求解過程中的熱分析的理論基礎(chǔ)，使有限元模擬思路更加清晰。　　綜上所述，通過對(duì)加鋪瀝青面層的舊水泥混凝土路面進(jìn)行溫度應(yīng)力的分析，本文得到如下結(jié)論：1)隨著加鋪厚度的增加，其減小層內(nèi)應(yīng)力的作用逐漸變緩，因此加鋪的瀝青面層不宜過厚；2)層間界面模量對(duì)復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力有較大影響，在瀝青加鋪層和舊水泥混凝土板之間應(yīng)設(shè)置一定厚度的夾層，能起到很好的降低應(yīng)力的作用?！　?

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