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橡胶沥青应力吸收层沥青路面抗裂性能研究

发布时间:2018-12-20 21:25
【摘要】:半刚性基层沥青路面是我国沥青路面的主要形式,但是半刚性基层材料会产生温缩裂缝和干缩裂缝,这些裂缝从半刚性基层进一步向上扩展到面层,即产生反射裂缝。本文通过沥青混凝土路面的面层与半刚性基层之间加入橡胶沥青应力吸收层的方法以达到防治反射裂缝的目的,基于此,开展了以下几方面的研究:首先对应力强度因子理论及在含裂缝沥青路面中的应用进行了系统的研究,然后在考虑层间接触的基础上建立了含裂缝橡胶沥青应力吸收层三维有限元模型,在此基础上研究了橡胶沥青应力吸收层的防裂机理,通过改变橡胶沥青应力吸收层的参数来分析其对裂缝扩展的影响,同时考虑沥青混凝土路面各结构层层底的拉应力、剪应力、路表弯沉及裂缝尖端的应力强度因子的变化规律,找出最佳的橡胶沥青应力吸收层的弹性模量和厚度。分析了重载交通作用下,不同胎压下对沥青混凝土路面各层的拉应力、剪应力的影响。结果表明,重载交通对损坏沥青混凝土路面有很大的影响,通过设置橡胶沥青应力吸收层能达到缓解损坏的作用,大大地减少了反射裂缝的发生几率。并运用ABAQUS软件分析重载交通作用下橡胶沥青吸收层合理的厚度及弹性模量,考虑低温及荷载耦合的作用下,橡胶沥青应力吸收层对沥青混凝土路面的影响,从而确定合理的应力吸收层参数。考虑沥青混凝土路面的路表弯沉值和基层层底拉应力两种评价指标,对含橡胶沥青应力吸收层的轻、中、重交通等级路面分别进行ABAQUS有限元分析,通过ABAQUS软件可以得到在不同的橡胶沥青应力吸收层厚度和半刚性基层厚度组合情况下,路面结构的路表弯沉值和半刚性基层层底拉应力的变化情况,进而推荐出轻、中、重三种含橡胶沥青应力吸收层路面结构优化方案。通过上述研究,希望论文研究成果能够在实践过程中带来一定的经济效益和社会效益,为沥青混凝土路面裂缝的防治及路面的养护提供参考意见。
[Abstract]:Semi-rigid base asphalt pavement is the main form of asphalt pavement in our country, but semi-rigid base material will produce temperature shrinkage crack and dry shrinkage crack, these cracks extend from semi-rigid base to surface layer further, that is, produce reflection crack. In this paper, the method of adding rubber asphalt stress absorption layer between the surface layer of asphalt concrete pavement and semi-rigid base is used to prevent the reflection crack. The following researches are carried out: firstly, the theory of stress intensity factor and its application in asphalt pavement with cracks are systematically studied. Then, a three-dimensional finite element model of rubber asphalt stress absorption layer with cracks is established on the basis of considering interlayer contact, and the crack prevention mechanism of rubber asphalt stress absorption layer is studied. By changing the parameters of rubber asphalt stress absorption layer, the influence of rubber asphalt stress absorption layer on crack propagation is analyzed. At the same time, the variation law of tensile stress, shear stress, surface deflection and stress intensity factor at crack tip of asphalt concrete pavement are considered. Find out the best elastic modulus and thickness of rubber asphalt stress absorption layer. The influence of different tire pressure on tensile stress and shear stress of asphalt concrete pavement under heavy load traffic is analyzed. The results show that the heavy load traffic has a great influence on the damaged asphalt concrete pavement. By setting the rubber asphalt stress absorption layer, the damage can be alleviated and the probability of reflection crack can be greatly reduced. The ABAQUS software is used to analyze the reasonable thickness and elastic modulus of rubber asphalt absorption layer under heavy traffic. Considering the effect of low temperature and load coupling, the influence of rubber asphalt stress absorption layer on asphalt concrete pavement is analyzed. Thus the reasonable parameters of the stress absorption layer are determined. Considering the deflection value of pavement surface and the tensile stress of base layer, the ABAQUS finite element analysis of light, medium and heavy traffic grade pavement with rubber asphalt is carried out. By using ABAQUS software, the variation of pavement surface deflection value and base tensile stress of semi-rigid base layer can be obtained under the condition of different thickness of rubber asphalt stress absorption layer and semi-rigid base course thickness. Three kinds of pavement structure optimization schemes with rubber asphalt stress absorption layer are introduced. Through the above research, it is hoped that the research results of this paper can bring certain economic and social benefits in the course of practice, and provide reference for the prevention and cure of asphalt concrete pavement cracks and the maintenance of asphalt concrete pavement.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U416.217

【参考文献】

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本文编号:2388427

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