文档介绍：长安大学
硕士学位论文
多年冻土地区沥青路面温度应力研究
姓名:胡浩
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:马骉
20100602
摘要多年冻土地区的气候条件恶劣,持续低温、骤然降温、大温差、大风等比较常见,对路面结构与材料的影响较为明显。目前,多年冻土地区沥青路面结构设计中并未考虑该部分影响,且相关研究较少,按照一般地区规范方法对其进行设计,将导致设计与实际的差异较大,路面实际使用寿命达不到设计寿命。本研究从青藏高原的气候特点及其对路面结构的影响出发,在温度场研究的基础上,对青藏公路多年冻土区沥青路面结构温度应力及其影响因素、沥青面层的开裂预估及温度疲劳寿命、路面结构的温度适应性等开展研究,为合理选择多年冻土地区路面结构组合,完善沥青路面设计方法,提供指导和依据。研究表明:结构层厚度对青藏公路多年冻土区沥青路面结构温度应力的影响不大,增加沥青面层、半刚性基层和沥青碎石层的厚度,沥青面层温度应力有所增大,而增加级配碎石层厚度会使沥青面层温度应力减小。路面结构组合对沥青面层温度应力也有一定程度的影响,总体来说,设置级配碎石过渡层可以降低沥青面层的温度应力。面层沥青混合料劲度模量和温度收缩系数对沥青面层温度应力有较大影响,面层沥青混合料劲度模量越小,温度收缩系数越小,沥青面层温度应力越小。综合沥青面层表面日最大温度应力、日最大温度应力水平及温度疲劳的分析结果,设置级配碎石过渡层有利于沥青路面结构的温度适应性;相同路面结构层数和结构总厚度下,柔性路面结构比半刚性基层沥青路面结构具有更好的温度适应性。关键字:多年冻土地区,青藏公路沥青路面,温度应力,有限元,温度适应性
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飙彩害导师签鱼ⅰ蒺力昝丛律∪小D瓿拊论淙论文知识产权权属声明沙,。年么月多论文独创性声明本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为长安大学。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑论文作者签名:果。
第一章绪论研究目的和意义路面结构暴露于自然环境中,不仅要承受车辆荷载作用,还受到气温、辐射、风雨等诸多外界环境因素的影响。其中,温度作为对路面质量与使用寿命影响较大的外界因素之一,被广泛关注。温度对沥青路面结构与材料有较显著的影响,车辙、开裂等破坏均与其所处的环境温度有密切关系。高温条件下,沥青的粘滞度降低,矿料之间的粘结力随之被消减,导致沥青混合料的强度降低⋯。在车辆的重复荷载作用下,沥青面层易产生累积变形,逐渐形成车辙,而车辙已经成为目前公路的主要病害形式之一【。当沥青路面温度较低时,沥青粘滞度增高,因而刚度增大。随着温度的降低,强度的变化幅度很大,相差几倍甚至几十倍【。沥青路面在低温时强度虽然增大,但其变形能力却显著降低。当气温下降,尤其是快速降温时,路面结构将产生一定的温度梯度,沥青面层的收缩变形受到下部结构层的约束而在面层内产生较大的温度应力。当温度应力超过沥青混凝土的极限强度时,面层便会开裂尽6甭访娼峁够愠鱿至逊焓保孀盼露冉档停逊煅乜A鸦阆蛏侠┱怪撩层,使沥青面层也出现裂缝,导致路面结构的损坏。目前,路面温度场及温度应力的研究已成为路面长期性能研究的一个重要方面。对于一般地区,国内外很多学者已经开展了相关研究,取得了不少成果,通过建立各项路面性能指标与环境温度或温度应力之间的联系,为路面结构设计、材料选择等提供了依据和指导,对提高路面的长期使用性能起到了积极作用,。但我国不同区域的气温条件不同,导致路面温度场及由此引起的路面结构温度应力也有所不同。对于多年冻土地区而言,气候条件恶劣,持续低温、骤然降温、大温差、大风等比较常见,对沥青路面结构与材料的影响极为明显。目前,多年冻土地区沥青路面结构设计中并未考虑该部分影响,且相关研究较少。仍按照一般地区规范方法对其进行设计,将导致设计与实际的差异较大,路面实际使用寿命达不到设计寿命。为此,本研究从青藏高原的气候特点及其对路面结构的影响出发,对青藏公路多年冻土区沥青路面结构温度应力及其影响因素、沥青面层的开裂预估及温度疲劳寿命、路面结构的温度适应性等开展研究,为合理选择多年冻土地区路面结构组合,完善沥青路面设计方法,提供指导和依据,具有重要理论意义和工程实用价值。长安大学硕一宦畚
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