瀝青路面低溫縮裂分析

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1、摘要本文利用有限單元法對(duì)瀝青路面低溫開(kāi)裂問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬。文中首先建立低溫下瀝青路面結(jié)構(gòu)模型，分析由溫度場(chǎng)改變而引起的瀝青面層內(nèi)的溫度應(yīng)力，提出預(yù)測(cè)裂縫間距的方法，并對(duì)影響瀝青面層內(nèi)溫度應(yīng)力分布及裂縫間距的相關(guān)因素進(jìn)行了分析。其次在瀝青混凝土斷裂韌度％實(shí)測(cè)基礎(chǔ)之上，分析了瀝青路面基層開(kāi)裂后，由溫度應(yīng)力引起的裂縫的斷裂行為，薺對(duì)裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行了計(jì)算并對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行了分析。最后分析了瀝青面層與基層層問(wèn)狀態(tài)與瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)受力狀況的關(guān)系，并與試驗(yàn)路結(jié)果進(jìn)行了比較；提出防止或減緩瀝青面層開(kāi)裂的相關(guān)措施。關(guān)鍵詞：溫度應(yīng)力，裂縫間距，應(yīng)力強(qiáng)度因子，層間狀態(tài)，抗裂措施

2、AbstractInthis血黯．s，F(xiàn)礎(chǔ)eElementM劬odw鶴employedto強(qiáng)alyzemem鋤mlcrackingbeh撕orofasphaltpavement徹derlowt部叩既a舡lr&Fif甌apaVementshuctIl∞modelw勰prop03edto鋤aly∞theth鋤alsh臀ses．cmcksp∞ingof唧haItpaveme玎t嗍d魄粕】inedanditsrelatedfacto礴we聆柚alyzed．secondly，based∞也eme嬲u血gof丘actlIre協(xié)ughne站X，c，也e髓ac：kingbeha啊ofof

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4、lts．

5、I鯽word：th鋤als仃e鹋，crackspacin舀s口e昭im∞sityfactor’collrsecon酗ons，a圳i-a曲Bkingme娜r銘論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明p舌鋤幻／徊本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校享有以任何方式發(fā)表、復(fù)制、公

6、開(kāi)閱覽、借閱以及申請(qǐng)專(zhuān)利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，署名單位仍然為長(zhǎng)安大學(xué)。(保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)論文作者簽名導(dǎo)師簽名：／i乏第一章概述1．1研究的目的和意義暴露于大自然中的路面結(jié)構(gòu)必然受到持續(xù)變化的溫度的影響。太陽(yáng)能輻射到地表時(shí)，一部分從路表反射回到大氣當(dāng)中，另外一部分則為路面結(jié)構(gòu)所吸收。吸收的這部分熱量與外界氣溫相互疊加，而形成路表的溫度分布。同時(shí)由于熱傳導(dǎo)作用，整個(gè)路面結(jié)構(gòu)在深度方向上將形成溫度梯度。一天之內(nèi)，由于路表溫度的變化，該溫度梯度會(huì)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化。一年之中，由于四季的變化，該溫度梯度也將產(chǎn)生相應(yīng)

7、的變化。夏季，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度較高，材料處于膨脹狀態(tài)。此時(shí)，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度梯度為沿路面結(jié)構(gòu)深度方向溫度降低，路表降溫速率大，達(dá)到一定深度時(shí)，溫度保持不變。道路的主要病害為車(chē)轍和擁包等問(wèn)題。冬季，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度較低，材料處于收縮狀態(tài)。此時(shí)，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度梯度為沿路面結(jié)構(gòu)深度方向溫度升高，路表升溫速率大，達(dá)到一定深度時(shí)，溫度保持不變。道路的主要病害為橫向收縮開(kāi)裂。由于路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度的變化，其內(nèi)部材料由于其本身的物理性質(zhì)，即熱脹冷縮的性質(zhì)，將隨著溫度的升高或降低而產(chǎn)生膨脹或收縮。但由于整個(gè)路面結(jié)構(gòu)是由不同材料所組成，各結(jié)構(gòu)層將產(chǎn)生不同的膨脹或收縮，從而形成各結(jié)構(gòu)層間的相互約束

8、．一旦該變形受到約束，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)該溫度應(yīng)力超過(guò)材料本身抗拉強(qiáng)度時(shí)，瀝青路面就會(huì)開(kāi)裂。路面溫度降低時(shí)，路面結(jié)構(gòu)本身會(huì)產(chǎn)生收縮，但面層與基層間的摩擦作用及二者產(chǎn)生的收縮量大小不同而產(chǎn)生的摩阻作用限制了面層的自由變形．這樣面層內(nèi)就產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，當(dāng)該溫度應(yīng)力超過(guò)瀝青面材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，路表將出現(xiàn)開(kāi)裂．一般認(rèn)為溫度裂縫有兩種：一種是低溫收縮裂縫，冬季，隨著溫度降低，瀝青材料變得越來(lái)越硬，同時(shí)開(kāi)始收縮，由于面層受到約束而無(wú)法自由變形，當(dāng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)瀝青混合料抗拉強(qiáng)度時(shí)，面層即會(huì)開(kāi)裂。另外一種溫度裂縫為晝夜溫差作用下