长海县旧水泥混凝土路面沥青罩面层结构研究
本文关键词： 旧水泥混凝土路面 沥青罩面层 有限元 微罩面 反射裂缝 出处：《大连海事大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：长海县地处海岛,受制于不利的海岛条件,目前服役的公路仍为水泥混凝土路面。在行车荷载和外界环境因素的反复作用下,水泥混凝土路面的使用性能逐渐衰变,采用在旧水泥混凝土路面上加铺沥青罩面层的方法进行修复,能够有效利用旧水泥混凝土路面的剩余强度,改善路面的使用性能。本文关于沥青罩面层在长海县是否可行进行了以下研究:(1)对长海县的气候特点进行调查,结合相关公式将长海县定义为水稳、低温抗裂区,该区域沥青罩面层主要考虑抗水损坏和低温抗裂性能;通过调查发现该地区旧路的主要病害为板底脱空、错台以及面板裂缝。(2)利用有限元软件ABAQUS进行三维建模,分析了旧水泥混凝土路面板底脱空和错台对加铺结构的影响,并定性研究了罩面层结构内部和外部参数的变化及温度和荷载耦合作用对加铺结构的影响,为沥青罩面层的设计提供了参考性的指标。(3)在结合传统沥青混凝土罩面材料的研究和工程实践基础上,建议了一种新型罩面材料,微罩面是一种高聚物材料,具有良好的抗侵害性能和较长的使用寿命,利用ABAQUS有限元软件建立模型进行了数值模拟,并将响应结果与沥青罩面结构的结果进行了对比。(4)旧水泥混凝土路面上加铺沥青罩面结构容易产生反射裂缝,本文结合长海县的气候状况,基于断裂力学和有限元方法对车辆荷载和温度作用下沥青罩面层的裂缝应力强度因子进行分析,研究了沥青罩面层厚度、模量及降温幅度等参数变化对加铺层裂缝应力强度因子的影响,并采用广义Paris公式分析了沥青罩面层模量和厚度对疲劳寿命的影响。
[Abstract]:Changhai County is located in the island, restricted by the unfavorable island conditions, the current service of the highway is still cement concrete pavement, under the repeated action of driving load and external environmental factors. The performance of cement concrete pavement is decaying gradually and the residual strength of old cement concrete pavement can be effectively utilized by using the method of adding asphalt overlay on the old cement concrete pavement. In this paper, the following research on the feasibility of asphalt overlay in Changhai County is carried out to investigate the climate characteristics of Changhai County, and the Changhai County is defined as water stability in combination with relevant formulas. In the low temperature crack resistance zone, the asphalt overlay in this area mainly considers water damage and low temperature crack resistance. Through the investigation, it is found that the main diseases of the old road in this area are slab bottom void, staggered platform and face slab crack. 2) using finite element software ABAQUS to carry out 3D modeling. The influence of voids and staggered platforms on overlay structure is analyzed, and the influence of temperature and load coupling on overlay structure is studied qualitatively. This paper provides a reference index for the design of asphalt overlay. Based on the research and engineering practice of traditional asphalt concrete overlay, a new covering material is proposed. The micro-covering is a kind of polymer material, which has good anti-aggression performance and long service life. The numerical simulation is carried out by using ABAQUS finite element software. And the response results are compared with the results of asphalt overlay structure. 4) the asphalt overlay structure on the old cement concrete pavement is easy to produce reflection cracks. This paper combines the climate situation of Changhai County. Based on fracture mechanics and finite element method, the crack stress intensity factor of asphalt overlay under vehicle load and temperature is analyzed, and the thickness of asphalt overlay is studied. The influence of the parameters such as modulus and cooling amplitude on the stress intensity factor of the overlay crack is analyzed. The influence of the modulus and thickness of the asphalt overlay on the fatigue life is analyzed by using the generalized Paris formula.
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U416.216
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，本文编号：1453240
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