【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】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度： 2009年　　本文以湖北省黃岡市舊路改造為工程背景，結(jié)合當前國內(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，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)換為等溫彈性力學外載荷作用問題。此外，以彈性層狀體系力學及熱彈性力學為基礎(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對加鋪層溫度應(yīng)力的影響效應(yīng)。　　在有限元數(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)計方案?！　〕酥猓疚倪€對舊水泥混凝土路面常見病害成因進行了剖析，并總結(jié)和概述了當前較適用的路面破損狀況的評估模型，為舊水泥混凝土路面的加鋪改造設(shè)計做鋪墊；對水泥混凝土路面及瀝青路面的溫度狀況進行了介紹，并給出當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)；對溫度理論進行詳盡有序的介紹，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，通過對加鋪瀝青面層的舊水泥混凝土路面進行溫度應(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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