沥青超薄罩面反射裂缝预测模型及实验分析
发布时间：2024-05-11 17:58
在旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青罩面是路面修复工程中常用的措施，然而由于旧水泥混凝土路面存在接缝或裂缝，在温度和行车荷载作用下形成的反射裂缝是导致沥青罩面层损坏的主要原因，反射裂缝等病害的出现降低了行车舒适性和安全性，如何延缓或防治沥青罩面层反射裂缝的产生与扩展是道路工程界面临的一大难题。本文在已有研究的基础上，继续对沥青加铺层反射裂缝的产生机理、防治反射裂缝措施等方面进行系统的研究，并在室内试验研究分析的基础上探讨沥青混合料抗反射裂缝的能力。 本文运用断裂力学基本理论与有限元分析方法对沥青罩面裂缝尖端处的应力强度因子进行分析，主要研究了沥青罩面层厚度、沥青罩面层模量、裂缝扩展长度、车辆轴载大小、降温幅度等在有限范围变化时对沥青罩面裂缝处应力强度因子的影响程度。 通过分析沥青罩面层反射裂缝的产生机理与扩展规律，系统总结了沥青罩面层延缓或防治反射裂缝的措施，提出了主动防治模式与被动防治模式，防治反射裂缝的产生与扩展要重视主动防治，辅以被动防治措施。 借鉴美国德州交通运输研究所研发的CAM（Crack Attenuating Mixtures）型沥青混合料开展研究，从沥青混合料性能改良方面...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 反射裂缝室内试验研究
1.2.2 反射裂缝分析方法研究
1.3 研究的内容及技术路线
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 水泥路面上沥青罩面反射裂缝扩展机理
2.1 沥青罩面反射裂缝类型
2.2 断裂力学基础理论
2.2.1 裂缝的扩展模式
2.2.2 裂缝尖端奇异场
2.3 裂缝尖端应力强度因子
2.3.1 应力强度因子理论
2.3.2 断裂判定准则
2.4 沥青罩面裂缝尖端应力强度因子有限元分析
2.4.1 ABAQUS 程序的算例验证
2.4.2 有限元模型参数选择和网格划分
2.4.3 沥青罩面层厚度对应力强度因子的影响
2.4.4 沥青罩面层模量对应力强度因子的影响
2.4.5 裂缝扩展长度对应力强度因子的影响
2.4.6 轴载对应力强度因子的影响
2.4.7 降温幅度对应力强度因子的影响
2.5 沥青罩面反射裂缝预测模型
2.5.1 反射裂缝预测模型
2.5.2 反射裂缝预测模型的选择
2.6 本章小结
第三章 沥青罩面反射裂缝防治模式及防治措施
3.1 沥青罩面防反射裂缝防治模式
3.1.1 沥青罩面反射裂缝形成机理与危害
3.1.2 反射裂缝产生的影响因素
3.1.3 防治反射裂缝模式分析
3.2 沥青罩面层反射裂缝的防治措施
3.2.1 防治反射裂缝原理
3.2.2 超薄罩面前处治旧水泥混凝土路面措施
3.2.3 冲击压实技术破裂稳固旧水泥板块
3.2.4 加强层间结合作用
3.2.5 选择减缓裂缝型沥青罩面层
3.2.6 采用大粒径沥青混合料
3.2.7 设置土工合成材料
3.3 本章小结
第四章 超薄沥青罩面反射裂缝直接拉伸疲劳试验
4.1 CAM 型沥青混合料
4.2 直接拉伸疲劳试验夹具及试件制备
4.2.1 Overlay Tester 介绍
4.2.2 直接拉伸疲劳试验夹具设计
4.2.3 直接拉伸疲劳试验试件制备
4.3 MTS 直接拉伸疲劳试验结果与分析
4.4 本章小结
第五章 超薄沥青罩面试验段施工方案设计
5.1 超薄罩面前旧水泥路面处治措施
5.2 超薄沥青罩面试验段方案
5.2.1 CAM 型氯丁橡胶改性沥青混合料
5.2.2 稀浆封层
5.2.3 NovaChip 超薄粘结磨耗层
5.3 超薄沥青罩面施工
5.3.1 沥青混合料配合比的设计与验证
5.3.2 超薄罩面混合料拌和与运输
5.3.3 超薄罩面层的摊铺与碾压
5.3.4 施工各工序的温度控制
5.3.5 沥青罩面质量控制
5.4 试验路段检测结果
5.5 本章小结
结论与展望
一、主要结论
二、进一步研究的建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3970223
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 反射裂缝室内试验研究
1.2.2 反射裂缝分析方法研究
1.3 研究的内容及技术路线
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 水泥路面上沥青罩面反射裂缝扩展机理
2.1 沥青罩面反射裂缝类型
2.2 断裂力学基础理论
2.2.1 裂缝的扩展模式
2.2.2 裂缝尖端奇异场
2.3 裂缝尖端应力强度因子
2.3.1 应力强度因子理论
2.3.2 断裂判定准则
2.4 沥青罩面裂缝尖端应力强度因子有限元分析
2.4.1 ABAQUS 程序的算例验证
2.4.2 有限元模型参数选择和网格划分
2.4.3 沥青罩面层厚度对应力强度因子的影响
2.4.4 沥青罩面层模量对应力强度因子的影响
2.4.5 裂缝扩展长度对应力强度因子的影响
2.4.6 轴载对应力强度因子的影响
2.4.7 降温幅度对应力强度因子的影响
2.5 沥青罩面反射裂缝预测模型
2.5.1 反射裂缝预测模型
2.5.2 反射裂缝预测模型的选择
2.6 本章小结
第三章 沥青罩面反射裂缝防治模式及防治措施
3.1 沥青罩面防反射裂缝防治模式
3.1.1 沥青罩面反射裂缝形成机理与危害
3.1.2 反射裂缝产生的影响因素
3.1.3 防治反射裂缝模式分析
3.2 沥青罩面层反射裂缝的防治措施
3.2.1 防治反射裂缝原理
3.2.2 超薄罩面前处治旧水泥混凝土路面措施
3.2.3 冲击压实技术破裂稳固旧水泥板块
3.2.4 加强层间结合作用
3.2.5 选择减缓裂缝型沥青罩面层
3.2.6 采用大粒径沥青混合料
3.2.7 设置土工合成材料
3.3 本章小结
第四章 超薄沥青罩面反射裂缝直接拉伸疲劳试验
4.1 CAM 型沥青混合料
4.2 直接拉伸疲劳试验夹具及试件制备
4.2.1 Overlay Tester 介绍
4.2.2 直接拉伸疲劳试验夹具设计
4.2.3 直接拉伸疲劳试验试件制备
4.3 MTS 直接拉伸疲劳试验结果与分析
4.4 本章小结
第五章 超薄沥青罩面试验段施工方案设计
5.1 超薄罩面前旧水泥路面处治措施
5.2 超薄沥青罩面试验段方案
5.2.1 CAM 型氯丁橡胶改性沥青混合料
5.2.2 稀浆封层
5.2.3 NovaChip 超薄粘结磨耗层
5.3 超薄沥青罩面施工
5.3.1 沥青混合料配合比的设计与验证
5.3.2 超薄罩面混合料拌和与运输
5.3.3 超薄罩面层的摊铺与碾压
5.3.4 施工各工序的温度控制
5.3.5 沥青罩面质量控制
5.4 试验路段检测结果
5.5 本章小结
结论与展望
一、主要结论
二、进一步研究的建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3970223
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