沥青路面Top-Down裂缝开裂机理解析法分析

摘要

沥青路面的Top-Down裂缝是沥青路面初期损坏的一种,对沥青路面的使用性能和使用期限有较大的影响,目前国内外对Top-Down裂缝的研究一般局限于有限元分析,未见乏解析法分析。因此,运用解析法分析沥青路面的开裂机理,从而得到沥青路面Top-Down裂缝开裂应力分析的计算程序很有必要。
　　本文参考大量国内外相关文献和研究成果,建立适用于解析法分析沥青路面Top-Down开裂的轮胎接地模型。采用AI法得到路面结构温度场,同时考虑使用年限、不同温度、深度和空隙率的影响,根据沥青老化预估模型得出春季、夏季、冬季工况下未老化和老化后的动态模量。以弹性层状理论体系为基础,运用解析法建立力学计算模型计算车辆荷载作用下沥青路面结构的应力和老化后突然降温工况下沥青路面的温度应力,并且运用 MATLAB软件编制解析法计算程序。在计算分析的基础上提出沥青路面Top-Down开裂应力分析方法。将解析法计算结果与有限元计算结果、试验路实测结果进行了对比,结果分别相差20％、30%左右。计算误差在合理范围内,证明了解析法的可行性。通过解析法编制的计算程序计算老化前春季、夏季、冬季工况,老化后春季、夏季、冬季工况,及老化后突然降温后春季、夏季、冬季工况下的应力。
　　根据解析法分析结果来确定沥青路面Top-Down裂缝的开裂原理:沥青路面不考虑老化时,轮胎荷载作用下的最大剪应力是造成路面Top-Down裂缝开裂的主要原因;老化后,轮胎荷载作用下的最大拉应力是造成沥青路面Top-Down裂缝开裂的主要原因;老化后并突然降温后,轮胎荷载的最大拉应力大于了材料的抗拉强度而导致了沥青路面开裂。

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第一章 绪论

1. 1研究背景

1. 2 国内外研究现状

1. 3 主要研究内容和技术路线

第二章 沥青路面的轮胎接地模型与模量梯度分析

2. 1 沥青路面中轮胎与路面接触影响因素分析

2. 2 沥青路面中轮胎接地模型研究

2. 3 沥青路面温度场与老化造成的模量梯度

2. 4 本章小结

第三章 车辆荷载作用下沥青路面Top-Down开裂应力分析

3. 1 沥青路面弹性层状理论体系基本理论

3. 2 圆形垂直荷载作用于双层弹性连续体系的应力分析

3. 3 双圆荷载应力的叠加研究

3. 4沥青路面六层弹性连续体系条件下的应力计算分析

3. 5 本章小结

第四章 突然降温条件下沥青路面Top-Down开裂温度应力计算

4. 1 基本方程

4. 2二维弹性层状体系下沥青路面温度应力的研究

4. 3 本章小结

第五章 沥青路面Top-Down开裂应力分析方法及检验

5. 1 沥青路面Top-Do wn裂缝应力分析方法

5. 2 沥青路面Top-Do wn开裂解析法与有限元法的对比分析

5. 3 沥青路面Top-Do wn开裂解析法与试验路的验证

5. 4 本章小节

第六章 沥青路面Top-Down开裂机理研究

6. 1不同工况下沥青路面Top-Do wn开裂应力计算结果分析

6. 2 沥青路面Top-Do wn裂缝判断准则的确定

6. 3不同状态下解析法计算结果分析对比

6. 4沥青路面Top-Do wn裂缝开裂机理分析

6. 5 本章小结

第七章 基本结论和展望

7. 1 基本结论

7. 2 进一步研究和建议

参考文献

致谢