本文關(guān)鍵詞：高寒地區(qū)瀝青路面溫度與荷載耦合動(dòng)力行為

  更多相關(guān)文章： 瀝青路面 有限元模型 溫度場(chǎng) 沖擊荷載 移動(dòng)荷載 預(yù)估模型 動(dòng)態(tài)分析

【摘要】：目前,瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路路面的主要結(jié)構(gòu)形式,隨著公路運(yùn)輸?shù)闹剌d化和高速化,瀝青路面使用壽命嚴(yán)重不足,這己成為制約我國(guó)高速公路發(fā)展的難題。因此,針對(duì)不同類型瀝青路面結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為展開(kāi)研究,對(duì)探究路面結(jié)構(gòu)損壞機(jī)理、優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)組合,從而提高路面壽命具有重要的工程實(shí)際意義。本文以半剛性基層、柔性基層二種典型的瀝青路面結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)瀝青混合料的動(dòng)態(tài)性能、瀝青路面的溫度行為及溫度動(dòng)載耦合作用下的瀝青路面動(dòng)力行為特征進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,論文主要研究工作如下：(1)通過(guò)對(duì)SMA-13、AC-20、AC-25三種瀝青混合料開(kāi)展單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn),獲得了不同溫度和頻率下的瀝青混合料動(dòng)態(tài)模量及相位角,并結(jié)合近似方法,擬合出松弛模量主曲線和時(shí)間-溫度移位因子,在此基礎(chǔ)上給出了瀝青混合料的粘彈性參數(shù),為后文的數(shù)值模擬提供了基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的材料參數(shù)。(2)為研究高寒地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)溫度行為,以ABAQUS軟件為計(jì)算平臺(tái),結(jié)合正交試驗(yàn)方法及滯后衰減氣溫模型,進(jìn)行了氣象參數(shù)對(duì)瀝青路面溫度場(chǎng)影響及其參數(shù)敏感性分析,討論了結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)層厚度及層間狀態(tài)等因素對(duì)路面溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力分布狀況的影響,預(yù)測(cè)了瀝青面層不同深度溫度日變化。(3)分別考慮定點(diǎn)沖擊荷載特性和移動(dòng)荷載特性,建立了瀝青路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)三維有限元模型,并以模擬的溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)作為瀝青路面的溫度分布狀況,研究分析軸重、車速、層間狀態(tài)及溫度時(shí)段等對(duì)荷載作用下的路面動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響,并結(jié)合多元回歸分析建立了其各結(jié)構(gòu)層動(dòng)態(tài)指標(biāo)預(yù)估模型和疲勞壽命模型。(4)對(duì)比沖擊荷載與移動(dòng)荷載作用下路面結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),分析不同荷載模型對(duì)響應(yīng)結(jié)果的影響及其合理性,為進(jìn)一步提出可靠的荷載數(shù)學(xué)模型做出具有參考性的探索工作。
【關(guān)鍵詞】：瀝青路面 有限元模型 溫度場(chǎng) 沖擊荷載 移動(dòng)荷載 預(yù)估模型 動(dòng)態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.217
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 瀝青路面溫度行為研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 瀝青路面動(dòng)力響應(yīng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線16-18
• 第2章 計(jì)算基本理論與模型參數(shù)18-32
• 2.1 有限元軟件介紹18
• 2.2 瀝青路面數(shù)值模擬分析基礎(chǔ)18-28
• 2.2.1 道路材料本構(gòu)關(guān)系18-22
• 2.2.2 層間接觸條件22-23
• 2.2.3 荷載模型23-27
• 2.2.4 粘彈性人工邊界27
• 2.2.5 阻尼條件27-28
• 2.3 傳熱學(xué)理論28-31
• 2.3.1 熱傳導(dǎo)28-29
• 2.3.2 熱對(duì)流29
• 2.3.3 熱輻射29
• 2.3.4 周期性變溫條件下路面溫度場(chǎng)邊界形式29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 高寒地區(qū)瀝青路面溫度行為32-44
• 3.1 計(jì)算參數(shù)與模型32-34
• 3.1.1 氣象參數(shù)32
• 3.1.2 路面結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)32-33
• 3.1.3 計(jì)算模型33-34
• 3.2 氣象參數(shù)敏感性分析34-35
• 3.3 溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力分析35-41
• 3.3.1 溫度場(chǎng)分析35-36
• 3.3.2 溫度應(yīng)力分析36-38
• 3.3.3 結(jié)構(gòu)組合形式對(duì)溫度行為的影響38-39
• 3.3.4 層間結(jié)合狀態(tài)對(duì)溫度行為的影響39-41
• 3.4 瀝青面層溫度日變化預(yù)測(cè)41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第4章 基于溫度與沖擊荷載耦合的路面動(dòng)力響應(yīng)分析44-63
• 4.1 路面結(jié)構(gòu)實(shí)際溫度場(chǎng)分布44-45
• 4.2 路面三維動(dòng)載有限元模型45-47
• 4.2.1 材料參數(shù)45-46
• 4.2.2 荷載參數(shù)46
• 4.2.3 計(jì)算模型46-47
• 4.3 沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析47-56
• 4.3.1 荷載參數(shù)變化對(duì)路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響47-53
• 4.3.2 層間接觸狀況對(duì)路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響53-56
• 4.4 瀝青路面疲勞壽命分析56-58
• 4.5 瀝青路面性能關(guān)鍵影響因素及其影響規(guī)律58-61
• 4.5.1 影響因素灰關(guān)聯(lián)分析58-59
• 4.5.2 關(guān)鍵因素影響規(guī)律59-60
• 4.5.3 關(guān)鍵因素影響模型60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-63
• 第5章 基于溫度與移動(dòng)荷載耦合的路面動(dòng)力響應(yīng)分析63-85
• 5.1 路面結(jié)構(gòu)實(shí)際溫度場(chǎng)分布63
• 5.2 路面三維動(dòng)載有限元模型63-64
• 5.2.1 材料參數(shù)63
• 5.2.2 荷載模型63-64
• 5.2.3 計(jì)算模型64
• 5.3 移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析64-79
• 5.3.1 荷載參數(shù)變化對(duì)路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響65-75
• 5.3.2 層間接觸狀況對(duì)路面結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響75-79
• 5.4 瀝青路面疲勞壽命分析79-81
• 5.5 瀝青混合料疲勞性能關(guān)鍵影響因素及其影響規(guī)律81-83
• 5.5.1 影響因素灰關(guān)聯(lián)分析81
• 5.5.2 關(guān)鍵因素影響規(guī)律81-82
• 5.5.3 關(guān)鍵因素影響模型82-83
• 5.6 本章小結(jié)83-85
• 第6章 沖擊荷載與移動(dòng)荷載的路面動(dòng)力響應(yīng)對(duì)比分析85-89
• 6.1 不同荷載模型作用下動(dòng)力響應(yīng)的對(duì)比分析85-87
• 6.2 不同荷載模型作用下瀝青路面疲勞壽命的對(duì)比分析87-88
• 6.3 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論與展望89-92
• 結(jié)論89-91
• 展望91-92
• 致謝92-93
• 參考文獻(xiàn)93-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果98

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