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摘 要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外柔性基层沥青路面研究现状
1.2.1 国内外路面结构形式以及新疆地区公路面层发展
1.2.2 沥青路面结构设计优化方法
1.2.3 柔性基层沥青路面Top-Down开裂研究
1.2.4 国内外研究现状评析
1.3 主要研究内容
1.4 技术路线
第二章 新疆地形气候特点、公路建设运营现状及气候分区
2.1 新疆地形地貌及公路分布特点
2.1.1 新疆地形地貌特点
2.1.2 新疆的地形地貌对公路网的影响
2.2 新疆气候特点及沥青路面分区
2.2.1 新疆气候特点
2.2.2 新疆公路沥青路面使用性能气候分区
2.3 新疆气候分区沥青路面使用状况
2.3.1 柔性基层路面典型病害研究
2.3.2 新疆不同气候分区典型路面病害分析
2.4 新疆交通量及交通组成分析
2.4.1 天山北坡经济带交通情况
2.4.2 东疆片区交通情况
2.4.3 北疆片区交通情况
2.4.4 南疆片区交通情况
2.5 本章小结
第三章 新疆柔性基层沥青路面对动载的响应和Top-Down裂缝形成及扩展研究
3.1 代表路面结构选择及力学参数研究
3.1.1 不同区域内代表性柔性基层沥青路面结构拟定
3.1.2 各区域柔性基层沥青路面静态及动态参数的确定
3.2 柔性基层沥青路面有限元模型的建立
3.2.1 LS-DYNA程序和有限元分析软件ANSYS
3.2.2 动荷载作用方式以及模型的建立
3.3 车辆荷载作用下柔性基层沥青路面各项力学指标最不利位置以及动载静载响应对比分析
3.4 动荷载作用下柔性基层沥青路面Top-Down裂缝起裂研究
3.4.1 不同代表路面结构对Top-Down裂缝起裂的影响
3.4.2 不同轴载对Top-Down裂缝的影响
3.4.3 车速对Top-Down裂缝起裂的影响
3.5 柔性基层沥青路面Top-Down裂缝扩展影响因素
3.5.1 断裂力学理论原理
3.5.2 带裂缝工作状态的有限元表示
3.5.3 裂缝位置设置研究
3.5.4 动荷载下不同因素对柔性基层沥青路面SIF的影响
3.6 本章小结
第四章 新疆大温差环境下柔性基层沥青路面温度场及温度应力研究
4.1 沥青路面温度场及应力理论
4.2 柔性基层沥青路面温度场模型的建立
4.2.1 传热学基本理论以及边界条件的设定
4.2.2 柔性基层沥青路面温度场数值模拟分析参数确定和模型建立
4.3 新疆南疆高温环境下路面结构温度场和温度应力分析
4.3.1 IV区气候环境下路面结构的温度场及温度应力
4.3.2 温度应力场随时间变化规律
4.4 新疆北疆低温环境下路面结构温度场及温度应力分析
4.4.1 I区气候环境下路面结构的温度场及温度应力
4.4.2 温度应力场随时间变化规律
4.5 本章小结
第五章 柔性基层沥青路面荷载-温度耦合作用分析及Top-Down裂缝起裂研究
5.1 车辆荷载应力与高温耦合分析
5.1.1 车辆荷载应力与温度耦合应力对比
5.1.2 高温—荷载耦合场下沥青路面受拉区域分析
5.1.3 高温—荷载耦合场下沥青路面受剪区域分析
5.1.4 新疆IV区高温环境下Top-Down裂缝起裂时间分析
5.1.5 新疆IV区高温环境下Top-Down裂缝起裂位置分析
5.2 车辆荷载应力与低温耦合分析
5.2.1 车辆荷载应力与耦合作用下应力对比
5.2.2 低温—荷载耦合状态沥青路面受拉区域分析
5.2.3 低温—荷载耦合状态沥青路面剪应力分析
5.2.4 低温—荷载耦合状态路面结构最大拉应力变化规律
5.3 本章小结
第六章 柔性基层沥青路面结构设计指标及其影响因素研究
6.1 新疆柔性基层沥青路面结构设计指标的确定
6.1.1 国内外柔性基层沥青路面设计指标
6.1.2 基于新疆气候环境以及柔性基层沥青路面破坏特征的设计指标
6.2 基于新疆实际拟定代表性沥青路面结构
6.3 沥青层各项参数对各项设计指标的影响
6.3.1 沥青层参数对路面形变的影响
6.3.2 沥青层参数对沥青层受力的影响
6.3.3 沥青层参数对基层力学指标的影响
6.3.4 沥青层合理参数推荐
6.4 基层参数对拟定路面结构的影响
6.4.1 基层参数对路面形变的影响
6.4.2 基层参数对沥青层受力的影响
6.4.3 基层参数对基层力学指标的影响
6.4.4 基层合理参数推荐
6.5 土基模量对各设计指标的影响
6.5.1 土基模量对路面形变的影响
6.5.2 土基模量对沥青层受力的影响
6.5.3 土基模量对基层力学指标的影响
6.5.4 土基模量合理参数推荐
6.6 本章小结
第七章 基于新疆不同气候区划的柔性基层沥青路面结构设计优化研究
7.1 新疆I区和II区低温环境下的柔性基层沥青路面的指标响应
7.1.1 沥青层厚度对各层位力学性能的影响
7.1.2级配碎石层厚度对各层位力学性能的影响
7.1.3半刚性底基层厚度的变化对沥青层开裂的影响
7.1.4 新疆低温地区控制指标及路面结构优化建议
7.2 新疆IV区高温环境下的柔性基层沥青路面的指标响应
7.2.1 沥青层厚度对车辙控制指标的影响
7.2.2车辙控制指标随级配碎石层厚度的变化规律
7.2.3半刚性底基层厚度的变化对车辙控制指标的影响
7.2.4 新疆高温地区控制指标及路面结构优化建议
7.3 新疆III区环境下的柔性基层沥青路面的指标响应
7.3.1 级配碎石层厚度对力学指标的影响
7.3.2半刚性底基层厚度对力学指标的影响
7.3.3 新疆III区控制指标及路面结构优化建议
7.4 基于新疆不同区划的柔性基层沥青路面结构推荐
7.5 基于AHP层次分析法的路面结构综合分析
7.5.1 AHP层次分析法简介
7.5.2 基于各气候分区层次模型的建立
7.5.3 基于AHP层次分析法的路面结构综合评价
7.6 本章小结
结论、创新点与展望
参考文献
附录1 IV区高温、常温条件下路面结构各指标的对比矩阵
附录2 IV区准则层的对比矩阵
附录3 III区高温、低温、常温条件下路面结构各指标的对比矩阵
附录4 III区准则层的对比矩阵
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
