高寒地区沥青路面温度与荷载耦合动力行为

发布时间：2017-10-26 22:23

  本文关键词：高寒地区沥青路面温度与荷载耦合动力行为

  更多相关文章： 沥青路面 有限元模型 温度场 冲击荷载 移动荷载 预估模型 动态分析

【摘要】：目前,沥青路面是我国高等级公路路面的主要结构形式,随着公路运输的重载化和高速化,沥青路面使用寿命严重不足,这己成为制约我国高速公路发展的难题。因此,针对不同类型沥青路面结构的动态力学行为展开研究,对探究路面结构损坏机理、优化路面结构组合,从而提高路面寿命具有重要的工程实际意义。本文以半刚性基层、柔性基层二种典型的沥青路面结构为研究对象,对沥青混合料的动态性能、沥青路面的温度行为及温度动载耦合作用下的沥青路面动力行为特征进行了较系统的研究,论文主要研究工作如下：(1)通过对SMA-13、AC-20、AC-25三种沥青混合料开展单轴压缩动态模量试验,获得了不同温度和频率下的沥青混合料动态模量及相位角,并结合近似方法,拟合出松弛模量主曲线和时间-温度移位因子,在此基础上给出了沥青混合料的粘弹性参数,为后文的数值模拟提供了基于实测数据的材料参数。(2)为研究高寒地区沥青路面结构温度行为,以ABAQUS软件为计算平台,结合正交试验方法及滞后衰减气温模型,进行了气象参数对沥青路面温度场影响及其参数敏感性分析,讨论了结构类型、结构层厚度及层间状态等因素对路面温度场及温度应力分布状况的影响,预测了沥青面层不同深度温度日变化。(3)分别考虑定点冲击荷载特性和移动荷载特性,建立了沥青路面结构动力响应三维有限元模型,并以模拟的温度场数据作为沥青路面的温度分布状况,研究分析轴重、车速、层间状态及温度时段等对荷载作用下的路面动态响应的影响,并结合多元回归分析建立了其各结构层动态指标预估模型和疲劳寿命模型。(4)对比冲击荷载与移动荷载作用下路面结构的动态响应,分析不同荷载模型对响应结果的影响及其合理性,为进一步提出可靠的荷载数学模型做出具有参考性的探索工作。
【关键词】：沥青路面 有限元模型 温度场 冲击荷载 移动荷载 预估模型 动态分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 沥青路面温度行为研究现状13-14
• 1.2.2 沥青路面动力响应研究现状14-16
• 1.3 研究内容及技术路线16-18
• 第2章 计算基本理论与模型参数18-32
• 2.1 有限元软件介绍18
• 2.2 沥青路面数值模拟分析基础18-28
• 2.2.1 道路材料本构关系18-22
• 2.2.2 层间接触条件22-23
• 2.2.3 荷载模型23-27
• 2.2.4 粘弹性人工边界27
• 2.2.5 阻尼条件27-28
• 2.3 传热学理论28-31
• 2.3.1 热传导28-29
• 2.3.2 热对流29
• 2.3.3 热辐射29
• 2.3.4 周期性变温条件下路面温度场边界形式29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 高寒地区沥青路面温度行为32-44
• 3.1 计算参数与模型32-34
• 3.1.1 气象参数32
• 3.1.2 路面结构和材料参数32-33
• 3.1.3 计算模型33-34
• 3.2 气象参数敏感性分析34-35
• 3.3 温度场及温度应力分析35-41
• 3.3.1 温度场分析35-36
• 3.3.2 温度应力分析36-38
• 3.3.3 结构组合形式对温度行为的影响38-39
• 3.3.4 层间结合状态对温度行为的影响39-41
• 3.4 沥青面层温度日变化预测41-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 基于温度与冲击荷载耦合的路面动力响应分析44-63
• 4.1 路面结构实际温度场分布44-45
• 4.2 路面三维动载有限元模型45-47
• 4.2.1 材料参数45-46
• 4.2.2 荷载参数46
• 4.2.3 计算模型46-47
• 4.3 冲击荷载作用下的动力响应分析47-56
• 4.3.1 荷载参数变化对路面结构动力响应的影响47-53
• 4.3.2 层间接触状况对路面结构动力响应的影响53-56
• 4.4 沥青路面疲劳寿命分析56-58
• 4.5 沥青路面性能关键影响因素及其影响规律58-61
• 4.5.1 影响因素灰关联分析58-59
• 4.5.2 关键因素影响规律59-60
• 4.5.3 关键因素影响模型60-61
• 4.6 本章小结61-63
• 第5章 基于温度与移动荷载耦合的路面动力响应分析63-85
• 5.1 路面结构实际温度场分布63
• 5.2 路面三维动载有限元模型63-64
• 5.2.1 材料参数63
• 5.2.2 荷载模型63-64
• 5.2.3 计算模型64
• 5.3 移动荷载作用下的动力响应分析64-79
• 5.3.1 荷载参数变化对路面结构动力响应的影响65-75
• 5.3.2 层间接触状况对路面结构动力响应的影响75-79
• 5.4 沥青路面疲劳寿命分析79-81
• 5.5 沥青混合料疲劳性能关键影响因素及其影响规律81-83
• 5.5.1 影响因素灰关联分析81
• 5.5.2 关键因素影响规律81-82
• 5.5.3 关键因素影响模型82-83
• 5.6 本章小结83-85
• 第6章 冲击荷载与移动荷载的路面动力响应对比分析85-89
• 6.1 不同荷载模型作用下动力响应的对比分析85-87
• 6.2 不同荷载模型作用下沥青路面疲劳寿命的对比分析87-88
• 6.3 本章小结88-89
• 结论与展望89-92
• 结论89-91
• 展望91-92
• 致谢92-93
• 参考文献93-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果98

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曲向进;浅谈高速公路沥青路面设计[J];东北公路;2001年02期

2 王守立,麻虹艳;沥青路面防水措施初探[J];辽宁交通科技;2001年05期

3 李愉平;沥青路面质量管理与控制[J];青海交通科技;2003年04期

4 李江,封晨辉;永久性沥青路面[J];石油沥青;2005年03期

5 张雁,李维生,赵尘;高速公路沥青路面纤维稳定料的发展综述[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2005年01期

6 曹卫东,陈旭,吕伟民;简述国内外低噪声沥青路面研究状况[J];石油沥青;2005年01期

7 宋秀兰;杨英;;英试验多孔沥青路面[J];建筑工人;2006年02期

8 卜伟;;沥青路面热风加热的计算[J];建设机械技术与管理;2006年04期

9 贾渝;;2008年沥青路面与环境专题研讨会信息[J];现代交通技术;2006年03期

10 关书敏;;国内第一条景区橡胶沥青路面铺就通车[J];公路交通技术;2006年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 程杰;;加强全面管理防止沥青路面水破坏[A];土木建筑学术文库（第10卷）[C];2008年

2 刘韩英;张忠光;孙红兰;;浅谈沥青路面的养护与维修[A];山东水利科技论坛2006[C];2006年

3 王佐民;吕伟民;;低噪声沥青路面的声学特性[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（上册）[C];1999年

4 位俊涛;刘晓兵;;浅谈沥青路面施工质量控制——以新密市荥密路施工为例[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010年

5 姬东;李黎;;沥青路面水破坏原因分析与设计探讨[A];第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2007年

6 李承斌;穆杰;邵龙潭;;微波加热沥青路面及其控制的研究[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年

7 张泽文;;高速公路沥青路面关键施工质量管理实践[A];湖北省公路学会二○○九年学术年会论文集[C];2010年

8 钱国超;;江苏高速公路沥青路面“十五”技术回顾与展望[A];江苏省公路学会优秀论文集（2006-2008）[C];2009年

9 万里鹏;程琳;;浅谈沥青路面水破坏的原因及防治措施[A];土木建筑学术文库（第10卷）[C];2008年

10 杨海鸥;吕松年;;合理选择沥青路面设计结构方案[A];土木建筑学术文库（第9卷）[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者　 王珍珍;美专家提出系统考虑沥青路面质量[N];中国交通报;2006年

2 记者 杨宝众 特约记者 王丽霞;技术交流有助提升中国沥青路面水平[N];中国交通报;2006年

3 赵会;岷江大道沥青路面全面开铺[N];眉山日报;2008年

4 王远洋　孙燕 程佳祺;城市非主干道推广沥青路面[N];蚌埠日报;2009年

5 周瑞华;“衡大高速”沥青路面“就地再生”[N];衡阳日报;2010年

6 记者 白秋薇;陕西:沥青路面耐久研究通过验收[N];中国交通报;2010年

7 荣磊　春燕;我省要求40%沥青路面循环利用[N];新华日报;2011年

8 驻张家港首席记者 王乐飞　通讯员 蒋恒;港城“尝鲜”沥青路面修复新技术[N];苏州日报;2011年

9 实习记者 赖囝楠;浙江高速公路沥青路面“换颜”[N];中国交通报;2011年

10 实习生 李茜邋杨捷;彩色沥青路面制作“独占鳌头”[N];长江日报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 肖川;典型沥青路面动力行为及其结构组合优化研究[D];西南交通大学;2014年

2 刘圣洁;基于江西南部地区温度条件的沥青路面健康性能预测[D];长安大学;2015年

3 周泽洪;基于四川气候和轴载要求的半刚性基层沥青路面设计研究[D];长安大学;2015年

4 陈尚江;贵州高海拔地区沥青路面结构与材料适应性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 杜银飞;沥青路面取向热诱导传输机理与结构研究[D];东南大学;2015年

6 耿立涛;沥青路面温度应力及超孔隙水压力计算[D];大连理工大学;2009年

7 王书云;基于生心理因素的沥青路面性能关键参数研究[D];北京工业大学;2010年

8 黄志义;特长隧道沥青路面火灾过程燃烧机理与安全性试验研究[D];浙江大学;2007年

9 聂鹏;辽宁省沥青路面合理结构类型与区划原理的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

10 关彦斌;大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究[D];北京交通大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 梅作舟;基于混合Lagrange-Euler算法的高速公路沥青路面疲劳损害研究[D];西南交通大学;2015年

2 李亮;典型沥青路面罩面施工工艺及质量管理[D];西南交通大学;2014年

3 赵耀华;基于性能的沥青路面施工控制技术研究[D];郑州大学;2015年

4 曹玉华;季冻区高等级公路柔性基层沥青路面合理结构及使用性能研究[D];长安大学;2015年

5 刘世伟;沥青路面冷铣刨切削机理研究[D];长安大学;2015年

6 张勇;沥青路面施工设备作业质量指标体系与施工技术研究[D];长安大学;2015年

7 熊海珍;提高青海省沥青路面耐久性的技术措施研究[D];长安大学;2015年

8 高建纲;城市沥青路面施工质量控制研究[D];长安大学;2015年

9 张丹妮;不饱和聚酯树脂沥青路面冷补材料的制备及性能研究[D];长安大学;2015年

10 崔慕源;新疆某高速公路沥青路面中长期养护措施研究[D];长安大学;2015年

，

本文编号：1100743