隨著交通量的增大,重載車輛增多,以及溫度、濕度等因素的影響,我國早期修建的路面開始大量存在不同程度的損壞。對損壞嚴(yán)重的路面進行大修養(yǎng)護將是今后公路發(fā)展的一個主要趨勢,而路面損壞中最為常見的病害為路面開裂,因此,研究不同大修方案對瀝青路面裂縫擴展和疲勞壽命的影響,對我國公路路面大修設(shè)計及方案選取具有重要意義。本文以蘭南高速公路許平南段大修工程為依托,分析調(diào)查其裂縫主要開裂形式,并結(jié)合相關(guān)設(shè)計方案,利用ABAQUS有限元軟件模擬分析反射裂縫的擴展。研究內(nèi)容如下:首先建立路面結(jié)構(gòu)的溫度場模型,分析在溫度單獨作用下反射裂縫的擴展情況,研究大修方案選取中各因素對反射裂縫擴展的影響。其次在原有模型上增加車輛移動荷載作用,分析在溫度和移動荷載共同作用下反射裂縫的擴展情況,研究各因素對反射裂縫擴展的影響。然后基于Paris裂縫疲勞模型研究各因素對瀝青路面裂縫疲勞壽命的影響,并利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法,對比分析不同因素同裂縫疲勞壽命的關(guān)聯(lián)度。最后根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,分別建立銑刨中上面層和銑刨上面層的瀝青路面裂縫疲勞壽命預(yù)測模型,并驗證其準(zhǔn)確性。研究結(jié)果表明:（1）溫度單獨作用下的裂縫形式為張拉型裂縫,溫... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 瀝青路面反射裂縫研究現(xiàn)狀
        1.2.2 瀝青路面裂縫疲勞壽命研究現(xiàn)狀
        1.2.3 瀝青路面防裂措施研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 研究的技術(shù)路線
第二章 瀝青路面裂縫擴展基本理論
    2.1 斷裂力學(xué)基本理論
        2.1.1 裂縫的分類
        2.1.2 裂縫尖端應(yīng)力場和位移場
        2.1.3 應(yīng)力強度因子求解
        2.1.4 裂縫尖端的奇異單元
    2.2 擴展有限元基本理論
        2.2.1 單位分解法
        2.2.2 水平集法
        2.2.3 擴展有限元法
        2.2.4 初始斷裂準(zhǔn)則
    2.3 傳熱學(xué)基本理論
        2.3.1 太陽輻射
        2.3.2 氣溫及對流熱交換
        2.3.3 路面有效輻射
    2.4 瀝青混合料粘彈性模型
        2.4.1 模型的本構(gòu)特性
        2.4.2 時溫等效原理—WLF方程
        2.4.3 廣義的Prony級數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 溫度單獨作用下反射裂縫擴展研究
    3.1 大修方案及依托工程
        3.1.1 瀝青路面加鋪方案
        3.1.2 瀝青路面翻修方案
        3.1.3 依托工程及影響因素選取
    3.2 有限元力學(xué)分析模型建立
        3.2.1 計算模型概述
        3.2.2 模型材料參數(shù)確定
    3.3 路面溫度場及裂縫擴展分析
        3.3.1 路面溫度場計算
        3.3.2 溫度應(yīng)力作用下裂縫擴展分析
    3.4 銑刨回鋪及加鋪材料的影響
        3.4.1 中面層材料的影響
        3.4.2 上面層材料的影響
        3.4.3 加鋪層材料的影響
    3.5 加鋪層厚度對裂縫擴展的影響
    3.6 夾層材料設(shè)置對裂縫擴展的影響分析
        3.6.1 夾層模型建立
        3.6.2 夾層材料設(shè)置對裂縫擴展影響
    3.7 本章小結(jié)
第四章 溫度和移動荷載共同作用下反射裂縫擴展研究
    4.1 路面移動荷載有限元模型
        4.1.1 移動荷載模型
        4.1.2 溫度和移動荷載共同作用下反射裂縫擴展分析
    4.2 銑刨回鋪及加鋪材料的影響
        4.2.1 中面層材料的影響
        4.2.2 上面層材料的影響
        4.2.3 加鋪層材料的影響
    4.3 加鋪層厚度對裂縫擴展的影響
    4.4 夾層材料對裂縫擴展的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 瀝青路面反射裂縫疲勞壽命預(yù)估研究
    5.1 裂縫疲勞擴展理論
        5.1.1 裂縫疲勞擴展模型
        5.1.2 基本假定
    5.2 不同大修方案對裂縫疲勞壽命的影響
    5.3 銑刨中上面層各因素對裂縫疲勞壽命的影響
        5.3.1 中面層材料的影響
        5.3.2 上面層材料的影響
        5.3.3 加鋪層材料的影響
        5.3.4 加鋪層厚度的影響
        5.3.5 夾層材料設(shè)置的影響
    5.4 銑刨上面層各因素對裂縫疲勞壽命的影響
        5.4.1 上面層材料的影響
        5.4.2 加鋪層材料的影響
        5.4.3 加鋪層厚度的影響
        5.4.4 夾層材料設(shè)置的影響
    5.5 基于灰色關(guān)聯(lián)理論的裂縫疲勞壽命影響因素分析
        5.5.1 灰色關(guān)聯(lián)分析基本原理
        5.5.2 銑刨中上面層裂縫疲勞壽命關(guān)聯(lián)度分析
        5.5.3 銑刨上面層裂縫疲勞壽命關(guān)聯(lián)度分析
    5.6 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裂縫疲勞壽命預(yù)測研究
        5.6.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        5.6.2 路面裂縫疲勞壽命預(yù)測模型構(gòu)建
        5.6.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
研究生期間發(fā)表論文及參加科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]半剛性基層瀝青路面疲勞裂縫擴展與壽命預(yù)估研究[J]. 欒利強.  土木工程學(xué)報. 2017(09)
[2]基于有限元分析法在半剛性基層路面反射裂縫的研究[J]. 夏蕊芳.  公路工程. 2017(03)
[3]基于權(quán)函數(shù)法的瀝青路面基-面層裂縫的擴展行為[J]. 李萍,毛昱,念騰飛,馬科.  北京交通大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[4]瀝青路面反射裂縫擴展有限元分析[J]. 胡蓉,王金昌,劉婕.  低溫建筑技術(shù). 2013(11)
[5]土工格柵對復(fù)合路面結(jié)構(gòu)反射裂縫抑制作用的分析[J]. 余修平,蔣育紅,姜守亮.  安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(03)
[6]三向非均布移動荷載作用下瀝青路面動力響應(yīng)分析[J]. 董澤蛟,譚憶秋,歐進萍.  土木工程學(xué)報. 2013(06)
[7]抗裂貼層防治半剛性基層反射裂縫的力學(xué)性能研究[J]. 張鵬,汪德才,王清,郝銘明.  公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2012(10)
[8]SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層防裂機理及其效果分析[J]. 袁玉卿,高丹盈,王選倉,周鑫.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2010(05)
[9]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瀝青路面基層裂縫應(yīng)力強度因子預(yù)測模型[J]. 王宏暢,李國芬,王元綱.  森林工程. 2010(04)
[10]基于疲勞及線收縮的瀝青混合料低溫性能研究[J]. 吳少鵬,劉聰慧,曹庭維,龐凌.  華中科技大學(xué)學(xué)報(城市科學(xué)版). 2008(04)

博士論文
[1]基于移動荷載和連續(xù)變溫條件下瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)研究[D]. 張?zhí)m峰.長安大學(xué) 2018
[2]基于擴展有限元的瀝青路面疲勞開裂行為的數(shù)值研究[D]. 金光來.東南大學(xué) 2015
[3]半剛性基層瀝青混凝土路面反射裂縫擴展和疲勞壽命研究[D]. 徐華.廣西大學(xué) 2012
[4]高寒地區(qū)瀝青路面行為特性與設(shè)計方法研究[D]. 艾長發(fā).西南交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北京市二手房交易價格預(yù)測研究[D]. 李圓圓.首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué) 2018
[2]基于XFEM的半剛性基層瀝青路面反射裂縫疲勞擴展研究[D]. 沈慶.湖南大學(xué) 2018
[3]長大縱坡瀝青路面疲勞開裂分析[D]. 桑偉.蘭州交通大學(xué) 2018
[4]基于擴展有限元的瀝青路面半剛性基層反射裂縫擴展模擬分析[D]. 方俊.北京交通大學(xué) 2017
[5]含裂縫體瀝青路面動力響應(yīng)特性研究[D]. 葛輝.南京林業(yè)大學(xué) 2016
[6]復(fù)合式路面強加筋防裂夾層結(jié)構(gòu)分析及性能研究[D]. 盧佳.重慶交通大學(xué) 2016
[7]半剛性基層瀝青路面病害分析及防治研究[D]. 白鵬飛.鄭州大學(xué) 2016
[8]重載條件下復(fù)合式路面防反技術(shù)研究[D]. 李汝凱.重慶交通大學(xué) 2015
[9]含界面裂隙的瀝青混凝土路面疲勞壽命研究[D]. 張柯.重慶交通大學(xué) 2014
[10]高速公路瀝青路面大修方案優(yōu)選方法研究[D]. 吳瑞環(huán).長安大學(xué) 2014



本文編號：3697641