[碩士]半剛性基層瀝青路面反射裂紋的機理研究

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內容簡介

　　[碩士]半剛性基層瀝青路面反射裂紋的機理研究　　學科專業(yè): 巖土工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：華中科技大學　　學位年度：2008　　反射裂紋是瀝青路面主要的早期破損形式之一，道路在交通載荷和溫度載荷的反復作用下，基層的微裂紋會不斷向面層擴展、增密并貫穿連通形成宏觀可見裂紋，破壞了路面結構的整體性和連續(xù)性，在一定程度上削弱了路面結構強度。開展瀝青道路裂紋形成機理及裂紋擴展行為的研究，理解路面損傷與早期破損的機理，認識瀝青路面結構裂紋形成機理及擴展過程，對提高瀝青路面結構抗裂性能，改進現(xiàn)有的路面設計方法都是非常必要的，并可為路面工程師提供瀝青路面設計與養(yǎng)護指導?！　? 本文所做的工作:　　首先，依據粘彈性理論，采用廣義Maxwell模型，模擬瀝青混合料的粘彈特性;其次，依據傳熱學理論，建立含貫通裂紋和裂紋擴展過程中的有限兀分析模型，分析了大氣溫度對道路體系應力場的影響;又探討不同降溫速度，降溫幅度對裂紋尖端應力強度因子的影響。結果表明，低溫環(huán)境導致裂紋尖端存在高應力區(qū)，在不斷的溫度載荷作用下，基層裂紋可能會不斷擴展直至面層形成可見的表面裂紋;再次，依據道路動力學理論，分析了裂紋尖端動態(tài)應力強度因子隨行車速度、道路結構體阻尼以及路面結構參數(shù)的變化規(guī)律。結果表明:車速越快，對裂紋的影響越小;隨著阻尼比的增加，I型應力強度因子有所衰減，峰值逐漸后移;應力強度因子對基層模量大小比較敏感，基層模量較大，應力強度因子的數(shù)值也較大;最后，結合河南具體工程，采用添加木質素纖維的阻裂方案，并結合室內試驗和數(shù)值模擬，確定方案的合理性。　　通過室內試驗和數(shù)值模擬的結果表明，添加木質素纖維能夠經濟有效的抑制反射裂紋的擴展。

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