半刚性基层沥青路面疲劳损伤分析

发布时间：2017-09-01 21:25

  本文关键词：半刚性基层沥青路面疲劳损伤分析

  更多相关文章： 沥青路面 损伤因子 疲劳损伤演化模型 温变荷载 车辆荷载

【摘要】：我国半刚性基层路面普遍存在早期破坏较为严重,实际使用寿命远远低于设计使用寿命。半刚性基层路面的早期损坏目前受到研究者们的广泛关注,但又是目前理论和道路设计规范里无法解释的。采用疲劳损伤演化模型和有限元方法分析半刚性基层在承受循环交通荷载和温变荷载下路面各层结构的疲劳损伤发展规律,并研究了路面结构在某一结构层损伤后损伤继续发展的演化规律。研究旨在研究半刚性基层路面的破坏机理,为半刚性基层路面设计规范的改良提供理论依据。首先,基于沥青混凝土受拉试验得到的沥青混凝土疲劳方程,对试验所得的沥青混凝土疲劳方程进行换算得到Miner模型和Chaboche模型参数,建立沥青混凝土受拉简支梁模型,对得到的Miner模型和Chaboche模型参数进行验证和修正。其次,研究了半刚性基层路面在循环车辆荷载作用下半刚性基层路面在Miner线性疲劳损伤演化模型和Chaboche非线性疲劳损伤演化模型下的应力场、损伤场、弯沉演化规律,并对于通过Miner线性疲劳损伤演化模型和Chaboche非线性疲劳损伤演化模型得到的相关规律进行对比分析。再次,研究了半刚性基层路面在循环温变荷载作用下半刚性基层路面在Miner线性疲劳损伤演化模型和Chaboche非线性疲劳损伤演化模型下的应力场、损伤场、弯沉演化规律,并对于通过Miner线性疲劳损伤演化模型和Chaboche非线性疲劳损伤演化模型得到的相关规律进行对比分析。最后,初步分析了现有规范中存在的与半刚性基层路面损伤规律相悖的设计指标,并初步探讨了基于损伤的沥青路面结构设计步骤。
【关键词】：沥青路面 损伤因子 疲劳损伤演化模型 温变荷载 车辆荷载
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外研究现状10-18
• 1.2.1 沥青路面疲劳模型10-18
• 1.3 沥青路面疲劳损伤演化机理18-22
• 1.3.1 损伤力学模型及其发展18-19
• 1.3.2 沥青路面疲劳损伤分析19-22
• 1.4 本文的主要研究内容22-24
• 第二章 沥青路面疲劳损伤模型及其参数的确定24-41
• 2.1 疲劳损伤理论24-29
• 2.1.1 热力学基本方程24-25
• 2.1.2 损伤因子25-26
• 2.1.3 有效应力概念和应变等效假设26-27
• 2.1.4 受损材料的本构关系27
• 2.1.5 路面材料疲劳损伤模型27-29
• 2.2 路面材料疲劳线Miner非线性疲劳模型参数的确定29-32
• 2.2.1 路面材料疲劳方程29-30
• 2.2.2 沥青路面材料Miner线性疲劳模型参数计算30-32
• 2.3 路面材料Chaboche非线性疲劳模型参数的确定32-35
• 2.4 沥青层疲劳损伤当量参数的加权及验证35-40
• 2.4.1 加权方法35
• 2.4.2 当量参数验证35-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 沥青路面车辆荷载线性疲劳损伤分析41-55
• 3.1 路面结构数值计算模型41-44
• 3.1.1 路面结构数值假定41
• 3.1.2 车辆荷载41-42
• 3.1.3 路面结构42-43
• 3.1.4 路面结构损伤疲劳假定43-44
• 3.2 沥青路面Miner线性模型损伤演化规律44-47
• 3.3 无损沥青路面力学响应分析47-48
• 3.4 损伤沥青路面力学响应分析48-49
• 3.5 路面结构参数对损伤因子的影响49-51
• 3.5.1 路面结构参数对基层损伤因子的影响50
• 3.5.2 路面结构参数对面层损伤因子的影响50-51
• 3.6 基于线性损伤模型的半刚性基层沥青路面的疲劳寿命分析51-54
• 3.6.1 路面结构参数对基层疲劳寿命的影响52
• 3.6.2 路面结构参数对面层疲劳寿命的影响52-53
• 3.6.3 路面结构参数与第一阶段寿命和第二阶段寿命之比的关系53-54
• 3.7 本章小结54-55
• 第四章 沥青路面车辆荷载的非线性疲劳损伤分析55-68
• 4.1 沥青路面Chaboche非线性模型损伤演化规律55-58
• 4.2 损伤沥青路面力学响应分析58-60
• 4.3 路面结构参数对损伤因子的影响60-62
• 4.3.1 路面结构参数对基层损伤因子的影响60-61
• 4.3.2 路面结构参数对面层损伤因子的影响61-62
• 4.4 基于非线性损伤模型对半刚性沥青路面的疲劳寿命分析62-64
• 4.4.1 路面结构参数对基层疲劳寿命的影响62-63
• 4.4.2 路面结构参数对面层疲劳寿命的影响63
• 4.4.3 路面结构参数与第一阶段寿命和第二阶段寿命之比的关系63-64
• 4.5 线性损伤模型与非线性损伤模型的对比64-66
• 4.5.1 损伤演化规律对比64-65
• 4.5.2 弯沉演化规律对比65-66
• 4.6 本章小结66-68
• 第五章 沥青路面温度荷载疲劳损伤分析68-78
• 5.1 路面结构数值计算模型68-69
• 5.1.1 温度场分布68
• 5.1.2 路面结构68-69
• 5.2 路面结构线性损伤演化分析69-72
• 5.2.1 损伤场分析69-72
• 5.2.2 温度疲劳寿命分析72
• 5.3 路面结构非线性损伤演化分析72-76
• 5.3.1 损伤场分析73-75
• 5.3.2 温度疲劳寿命分析75-76
• 5.4 温度荷载下两种损伤模型结果对比分析76
• 5.5 本章小结76-78
• 第六章 基于疲劳损伤的半刚性基层沥青路面设计方法探讨78-86
• 6.1 我国现有沥青路面设计方法78-83
• 6.1.1 设计指标与标准78-81
• 6.1.2 设计步骤81-83
• 6.1.3 综合分析83
• 6.2 基于疲劳损伤的沥青路面设计思路83-85
• 6.2.1 疲劳损伤参数83-84
• 6.2.2 基于损伤的沥青路面设计步骤84-85
• 6.3 本章小结85-86
• 第七章 结论与展望86-89
• 7.1 主要结论86-87
• 7.2 主要创新点87-88
• 7.3 需要进一步研究的问题88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-97
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果97

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