文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
级配碎石基层沥青路面结构力学响应分析
姓名:尚银川
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:杨春风
2010-12
河北工业大学硕士学位论文
级配碎石基层沥青路面结构力学响应分析
摘要
我国现有高速公路常用的是半刚性沥青路面结构形式,但是半刚性基层沥青路面在
行车荷载和环境因素的共同作用下沥青面层较容易产生反射裂缝进而发生路面早期破
坏。基于这种情况,本文利用 ANSYS 有限元分析软件,对级配碎石基层沥青路面结构
建立静态弹塑性模型,分析了各结构层不同参数的选择,对级配碎石沥青路面结构的力
学变化规律的影响。
通过对实际交通量的调查,对不同超载率下通过改变几种沥青路面结构各结构层厚
度和模量,研究重载作用下级配碎石基层路面结构位移和应力的变化情况,得出了级配
碎石基层沥青路面结构弯拉应力远小于半刚性基层沥青路面结构的结论;超载情况下,
沥青路面结构的弹性应变随荷载的增长呈线性增长的趋势,并根据重载作用下路面结构
产生的拉应力和剪应力的变化情况给出合理的结构建议。
在断裂力学的基础上,重点分析了级配碎石作为半刚性基层的过渡层时,其面层底
部应力强度因子随各结构层参数的变化而产生的变化规律,进一步论证了级配碎石级配
碎石作为半刚性沥青路面结构的过渡层时,其抑制半刚性基层反射裂缝的作用,并就其
厚度选择提出了合理建议。本文通过对国内外路面设计方法的分析研究,确定了针对沥
青层底拉应变和土基顶面压应变为控制指标的沥青路面设计方法,论证了级配碎石基层
沥青路面结构在重载交通下的可行性。

关键词:沥青路面,级配碎石基层,有限元模型,断裂力学,应力应变,应力强度因子

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级配碎石基层沥青路面结构力学响应分析
THE MECHANICAL RESPONSE ANALYSIS
OF ASPHALTPAVEMENT WITH UNBOUND
AGGREGATE BAS
ABSTRACT
mon existing form of the highway is semi-rigid asphalt pavement. However, for
the semi-rigid asphalt pavement base, if under the traffic loads and the environmental factors,
it will be easy to produce reflection crack in the asphalt surface. And premature fracture
damage of asphalt pavement produces following. Based on the situation, the ANSYS finite
element analysis software is used in this paper. I create static elastic-plastic model for the
graded gravel base pavement, and analyze the mechanical variation of the gradation asphalt
pavement structure of gravel which under different parameters.
Through a survey of actual traffic volume, I find the evolution at different overload rate
and different thickness and modulus of the asphalt pavement layer in the gravel base course
pavement structural: under the lower overloaded, through studying the displacement and
stress changes, I obtained graded gravel base pavement flexural stress is far less than
semi-rigid base pavement and give a reasonable mendation when the pavement under
heavy load the changes of the tensile stress and shear