文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
行车荷载作用下沥青路面表面裂缝的扩展以及疲劳寿命的研究
姓名:龙光
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:王昌衡
20080505
摘要由于沥青混凝土材料本身的孔隙以及施工与养护过程中的一些原因造成沥青路面的表面存在一些微小的裂缝,这些裂缝在行车荷载的重复作用下有可能延伸扩展造成路面结构的破坏,本文运用断裂力学的相关理论,结合有限元方法,建立含表面裂缝的沥青路面结构的三维有限元模型,计算了表面裂缝尖端的应力强度因子,通过预测裂缝的疲劳扩展来预测沥青路面的使用寿命。本文考虑了水平荷载与垂直荷载共同作用对于沥青路面表面裂缝的影响,计算结果表明:当路面表面未出现裂缝时,水平荷载是引起表面开裂的重要因素;当表面已经有微小的表面裂缝存在时,考虑水平荷载与垂直荷载共同作用计算得到的表面裂缝尖端应力强度因子较之只考虑垂直荷载作用时有大幅度的增加,而且由于水平荷载的作用,在裂缝扩展的大部份阶段裂缝尖端的张开型应力强度因子比剪切型应力强度因子大很多,这说明水平荷载是促使裂缝扩展的重要因素。因此,只考虑垂直荷载对于面层表面裂缝的影响是不够全面和科学的。在考虑水平荷载与垂直荷载共同作用的前提下,本文分析了面层厚度、面层模量、基层模量、基层厚度对于沥青路面表面裂缝疲劳开裂扩展的影响,并对交叉口、公共汽车站等车辆经常刹车与加、减速的路段面层的表面裂缝应力强度因子进行了分析。本文运用剑捎煤侠淼氖捣治龇椒ḿ扑懔肆で嗦访姹砻媪逊斓疲劳寿命,分析了路面结构计算参数对于沥青路面表面裂缝疲劳寿命的影响,提出了相应的的建议,计算结果可以反应表面裂缝疲劳破坏的过程,为沥青路面表面裂缝的防治与处理提供参考。关键词:沥青路面:表面裂缝;水平荷载;三维有限元方法;应力强度因子:剑黄@褪倜硕士学位论文Ⅱ
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插图索引图八结点等参单元及其退化得到的奇异单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图底基层厚度对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图三种基本的开裂类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图平面问题的应力状态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图花纹磨光轮胎的印迹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图荷载最不利位置示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图偏载作用时的计算简图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图三维模型中的裂缝尖端奇异单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图表面效应单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图利用表面效应单元施加水平荷载示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图水平荷载对于无裂缝路面的应力状态的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图水平荷载对于裂缝尖端应力强度因子的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图不同面层厚度时的应力强度因子随裂缝长度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图面层底部应力强度因子随面层厚度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图不同面层模量时的应力强度因子随裂缝长度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图相同裂缝深度处应力强度因子随面层模量的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图不同基层模量时的应力强度因子随裂缝长度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图相同裂缝深度处应力强度因子随基层模量的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图不同基层厚度时的应力强度因子随裂缝长度的变化⋯⋯⋯⋯..:⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图嗤逊焐疃却ταη慷纫蜃铀婊愫穸鹊谋浠图盗局贫庇αη慷纫蜃铀媪逊斐ざ鹊谋浠图面层厚度对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图面层模量对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图基层模量对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯硕士学位论文
附表索引表标准结构计算参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..表水平荷载系数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表路面结构计算参数一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表路面结构计算参数二⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表路面结构计算参数三⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表路面结构计算参数四⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表面层厚度对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表面层模量对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表基层模量对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..表底基层厚度对面层自上而下裂缝疲劳寿命的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..行车荷载作用下沥青路面表面裂缝的扩展以及疲劳寿命的研究
痴盟日期:矽歹月≯≯日导师签名:卫昌掌冢貉徘僭挛罗月砌作者签名:老厶努作