基于离散元法的沥青路面横向裂缝处治力学响应分析
发布时间：2021-09-24 07:49
横向裂缝是沥青路面常见的损坏之一,对道路的使用功能及结构寿命产生严重的影响,因此,如何对横向裂缝进行处治是一个重要的课题,尤其对重度横向裂缝的处治,成为了技术难点。现有沥青路面重度横向裂缝的处治存在工艺不完善、材料使用较随意等问题,导致了裂缝处治易产生二次损坏。基于此,本文以能模拟出路面材料离散性和非均匀性的离散元为工具,研究开槽几何构造和修补材料模量对横向裂缝处治力学响应的影响,提出适宜的开槽几何构造和修补材料与旧路面的模量比范围,为沥青路面横向裂缝的处治提供依据。首先,建立了沥青混合料的二维离散元模型,获取了沥青混合料离散元模型的细观参数。在合理假设的前提下,将沥青混合料简化为由空隙、粗集料、沥青砂浆组成的结合体,采用PFC软件完成了沥青混合料二维离散元模型的建立。选择线性模型作为粗集料颗粒之间的接触模型,其他颗粒之间的接触采用Burgers接触模型结合最大粘结力的形式。通过沥青砂浆和沥青混合料的室内试验获取了沥青混合料的细观参数,运用FISH语言完成了接触参数的赋值和颗粒间施加最大粘结力的程序编写。通过沥青混合料室内试验的离散元模拟,验证了建模方法和细观参数的可靠性。其次,分析了...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车轮荷载对反射裂缝扩展的作用图示
图 1-2 温度对反射裂缝扩展的作用图示青路面裂缝的形成原因、影响因素及扩展过本形成了完善的体系。但裂纹扩展过程的研的变化及断裂力学理论完成的，而有限元等同性的，这与实际不符；且有限元不能直观因子表示。很少有人通过离散元软件来模拟行进一步的研究。术的研究骑缝裂缝处治最常用的方法，填缝是将填缝料直在填缝的基础上在裂缝顶面加一层约 3mm 槽和开槽两种类型：无槽填缝和无槽骑缝主序为封闭交通、清缝、填缝料加热、灌缝、开槽骑缝主要用于运动型的横向裂缝和纵向清缝、加热填缝料、灌缝、养生、清洁和开
c) 开槽填缝d）开槽骑缝图 1-3 填缝和骑缝图示填缝和骑缝常用的材料有沥青类材料、沥青混合料和一些专用材料等。沥材料可分为热用沥青材料和冷用沥青材料，热用沥青材料包括基质沥青及以沥青为原料的改性沥青；冷用沥青材料主要包括乳化沥青及其改性沥青。沥合料分为热拌沥青混合料和乳化沥青混合料，其中乳化沥青混合料性能较差般用于潮湿裂缝的修补。专用材料类主要包括树脂类修补材料、自流平有机料等[20]。树脂类密封胶的温度敏感性小，弹性和密封性较好，修补效果好，较长；自流平有机硅树脂具有良好的高温性能，修补效果良好[21]。一般而言用材料类的密封剂较昂贵。开槽填缝或开槽骑缝的槽形状及尺寸经过了一段较长的研究历史。最初，由于简单而被广泛使用[22]。1962 年，Schutz 提出形状因子（宽深比）的概念[65 年，Cook 提出梯形可以延缓裂缝壁的脱落[24]。1992 年，Khuri 用有限元分状为矩形、梯形、矩形和梯形结合的密封胶在裂缝壁由于温度作用而发生水动时的力学响应，得出梯形、梯形和矩形结合的形状会导致密封剂产生高应结论，并指出形状因子越大，密封剂的应变越小[25]。1993 年，Wang 等人采用
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温条件下沥青路面剪应力影响因素敏感性分析[J]. 罗要飞,张争奇,张苛. 武汉大学学报(工学版). 2018(10)
[2]基于离散元法的沥青混合料细观特性分析[J]. 杨盼盼,肖鹏,丁燕,郑佳辉. 中国矿业大学学报. 2018(04)
[3]沥青混合料Ⅰ型疲劳开裂虚拟离散元试验[J]. 高磊,解建光,贾思成,朱子昂. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]半刚性基层沥青路面疲劳裂缝扩展与寿命预估研究[J]. 栾利强. 土木工程学报. 2017(09)
[5]沥青搅拌设备烘干筒料帘密度建模及仿真[J]. 张晨光,焦生杰,谢立扬,顾海荣. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[6]基于离散元法的沥青混凝土振动切削过程的数值模拟[J]. 周里群,许欣,关汗青,宋广衡,李玉平. 机械工程学报. 2017(22)
[7]基于离散元法的多孔沥青混合料空隙衰变研究[J]. 马涛,张斯琦,陈泳陶. 建筑材料学报. 2017(05)
[8]半刚性基层沥青路面反射裂缝处治新方法探讨[J]. 黄允江,汪婧,刘平,刘松. 公路交通技术. 2016(04)
[9]刚性基层沥青路面沥青层破坏行为与机理[J]. 李盛,陈尚武,刘朝晖,李宇峙. 中南大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]设置OLSM-25防裂层的沥青路面细观结构数值分析[J]. 郭红兵,陈拴发. 长安大学学报(自然科学版). 2015(03)
博士论文
[1]基于区域特征的高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的预测及演化规律[D]. 张琛.长安大学 2017
[2]沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D]. 毛成.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]基于温度场的沥青路面结构累积损伤分析方法研究[D]. 杜荣睿.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于离散元法的沥青混合料真空压实机理仿真研究[D]. 薛阔.长安大学 2017
[3]基于离散元法的沥青混合料压实过程研究[D]. 姬蒙.长安大学 2017
[4]基于三维离散元方法的沥青混合料抗剪强度研究[D]. 包健西.浙江大学 2017
[5]基于离散元方法的沥青混合料高温变形特性研究[D]. 黄敏.东南大学 2017
[6]沥青混合料车辙变形的离散元数值模拟[D]. 唐鹏.华中科技大学 2016
[7]道路灌缝材料低温粘聚性—粘附性统一评价及失效判别方法研究[D]. 李笑宇.哈尔滨工业大学 2015
[8]基于PFC3D的沥青混合料虚拟试验研究[D]. 张垚.东南大学 2015
[9]基于抗剪性能的沥青混合料试验研究[D]. 叶长建.长沙理工大学 2014
[10]基于失效特性的沥青路面灌缝材料性能研究[D]. 于飞.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3407383
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车轮荷载对反射裂缝扩展的作用图示
图 1-2 温度对反射裂缝扩展的作用图示青路面裂缝的形成原因、影响因素及扩展过本形成了完善的体系。但裂纹扩展过程的研的变化及断裂力学理论完成的，而有限元等同性的，这与实际不符；且有限元不能直观因子表示。很少有人通过离散元软件来模拟行进一步的研究。术的研究骑缝裂缝处治最常用的方法，填缝是将填缝料直在填缝的基础上在裂缝顶面加一层约 3mm 槽和开槽两种类型：无槽填缝和无槽骑缝主序为封闭交通、清缝、填缝料加热、灌缝、开槽骑缝主要用于运动型的横向裂缝和纵向清缝、加热填缝料、灌缝、养生、清洁和开
c) 开槽填缝d）开槽骑缝图 1-3 填缝和骑缝图示填缝和骑缝常用的材料有沥青类材料、沥青混合料和一些专用材料等。沥材料可分为热用沥青材料和冷用沥青材料，热用沥青材料包括基质沥青及以沥青为原料的改性沥青；冷用沥青材料主要包括乳化沥青及其改性沥青。沥合料分为热拌沥青混合料和乳化沥青混合料，其中乳化沥青混合料性能较差般用于潮湿裂缝的修补。专用材料类主要包括树脂类修补材料、自流平有机料等[20]。树脂类密封胶的温度敏感性小，弹性和密封性较好，修补效果好，较长；自流平有机硅树脂具有良好的高温性能，修补效果良好[21]。一般而言用材料类的密封剂较昂贵。开槽填缝或开槽骑缝的槽形状及尺寸经过了一段较长的研究历史。最初，由于简单而被广泛使用[22]。1962 年，Schutz 提出形状因子（宽深比）的概念[65 年，Cook 提出梯形可以延缓裂缝壁的脱落[24]。1992 年，Khuri 用有限元分状为矩形、梯形、矩形和梯形结合的密封胶在裂缝壁由于温度作用而发生水动时的力学响应，得出梯形、梯形和矩形结合的形状会导致密封剂产生高应结论，并指出形状因子越大，密封剂的应变越小[25]。1993 年，Wang 等人采用
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温条件下沥青路面剪应力影响因素敏感性分析[J]. 罗要飞,张争奇,张苛. 武汉大学学报(工学版). 2018(10)
[2]基于离散元法的沥青混合料细观特性分析[J]. 杨盼盼,肖鹏,丁燕,郑佳辉. 中国矿业大学学报. 2018(04)
[3]沥青混合料Ⅰ型疲劳开裂虚拟离散元试验[J]. 高磊,解建光,贾思成,朱子昂. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]半刚性基层沥青路面疲劳裂缝扩展与寿命预估研究[J]. 栾利强. 土木工程学报. 2017(09)
[5]沥青搅拌设备烘干筒料帘密度建模及仿真[J]. 张晨光,焦生杰,谢立扬,顾海荣. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(05)
[6]基于离散元法的沥青混凝土振动切削过程的数值模拟[J]. 周里群,许欣,关汗青,宋广衡,李玉平. 机械工程学报. 2017(22)
[7]基于离散元法的多孔沥青混合料空隙衰变研究[J]. 马涛,张斯琦,陈泳陶. 建筑材料学报. 2017(05)
[8]半刚性基层沥青路面反射裂缝处治新方法探讨[J]. 黄允江,汪婧,刘平,刘松. 公路交通技术. 2016(04)
[9]刚性基层沥青路面沥青层破坏行为与机理[J]. 李盛,陈尚武,刘朝晖,李宇峙. 中南大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]设置OLSM-25防裂层的沥青路面细观结构数值分析[J]. 郭红兵,陈拴发. 长安大学学报(自然科学版). 2015(03)
博士论文
[1]基于区域特征的高海拔高寒地区沥青路面横向裂缝的预测及演化规律[D]. 张琛.长安大学 2017
[2]沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D]. 毛成.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]基于温度场的沥青路面结构累积损伤分析方法研究[D]. 杜荣睿.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于离散元法的沥青混合料真空压实机理仿真研究[D]. 薛阔.长安大学 2017
[3]基于离散元法的沥青混合料压实过程研究[D]. 姬蒙.长安大学 2017
[4]基于三维离散元方法的沥青混合料抗剪强度研究[D]. 包健西.浙江大学 2017
[5]基于离散元方法的沥青混合料高温变形特性研究[D]. 黄敏.东南大学 2017
[6]沥青混合料车辙变形的离散元数值模拟[D]. 唐鹏.华中科技大学 2016
[7]道路灌缝材料低温粘聚性—粘附性统一评价及失效判别方法研究[D]. 李笑宇.哈尔滨工业大学 2015
[8]基于PFC3D的沥青混合料虚拟试验研究[D]. 张垚.东南大学 2015
[9]基于抗剪性能的沥青混合料试验研究[D]. 叶长建.长沙理工大学 2014
[10]基于失效特性的沥青路面灌缝材料性能研究[D]. 于飞.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3407383
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