學(xué)科專(zhuān)業(yè):巖土工程
授予學(xué)位:工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位:xx工業(yè)大學(xué)
學(xué)位年度: 2008年
本文主要研究?jī)?nèi)容是研究半剛性基層瀝青混凝土路面在交通荷載下,以車(chē)轍深度,層間剪應(yīng)力和施工控制指標(biāo)三方面作為判斷依據(jù),得出半剛性基層瀝青混凝土路面合理面層厚度。
將面層材料瀝青混凝土視為粘彈塑性材料考慮其蠕變特性,其他各結(jié)構(gòu)層視為彈性材料。運(yùn)用擬靜態(tài)的方法等效車(chē)輛荷載,利用大型商業(yè)有限元通用軟件ABAQUS 對(duì)車(chē)輛荷載下的路面受力和變形機(jī)理進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。在保證其他條件不變的情況下,以面層厚度3cm,5cm,10cm,15cm,20cm,25cm 和30cm 等7 種不同組合建立有限元模型。對(duì)計(jì)算結(jié)果從蠕變應(yīng)變,位移,Mises 應(yīng)力,豎向和水平應(yīng)力和層間剪應(yīng)力等方面進(jìn)行分析得出結(jié)論。
通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析的出如下結(jié)論:
(1) 面層合理厚度
面層越薄車(chē)轍深度越小,得出了面層厚度與車(chē)轍深度的關(guān)系曲線。以車(chē)轍深度作為面層厚度上限控制指標(biāo),層間剪應(yīng)力作為面層厚度下限控制指標(biāo),同時(shí)考慮規(guī)范給出的施工最小厚度要求。得出了采用不同層間粘結(jié)材料時(shí)的半剛性基層瀝青面層合理厚度范圍。
(2) 路面破壞深度
通過(guò)對(duì)面層豎向蠕變應(yīng)變和水平蠕變應(yīng)變?cè)谏疃壬系姆植挤治,得出豎向蠕變和水平蠕變最大值的深度與面層厚度的關(guān)系曲線,二者基本重合。由此可得出半剛性瀝青混凝土路面面層易破壞的最危險(xiǎn)位置,為優(yōu)化路面設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
(3) 變形與時(shí)間的關(guān)系
通過(guò)對(duì)豎向蠕變,水平蠕變,豎向位移和水平位移四項(xiàng)指標(biāo)與加載時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行分析得出,應(yīng)變和位移隨加載時(shí)間的變化關(guān)系都是在加載早期變化速度較快,隨時(shí)間推移增長(zhǎng)速度逐漸變慢趨于穩(wěn)定?芍(chē)轍的產(chǎn)生也是在路面開(kāi)放運(yùn)營(yíng)早期比較嚴(yán)重。
(4) 路面應(yīng)力危險(xiǎn)位置
通過(guò)對(duì)Mises 應(yīng)力,水平應(yīng)力和層間剪應(yīng)力進(jìn)行分析可得,Mises 應(yīng)力的分布隨著面層減薄,輪中應(yīng)力逐漸減小,輪側(cè)層間應(yīng)力逐漸增大。水平應(yīng)力主要集中在輪中面層表面和輪側(cè)層間,層間剪應(yīng)力主要集中在輪側(cè)。得出當(dāng)路面面層較薄時(shí),應(yīng)力的危險(xiǎn)位置主要在面層基層之間,層間的粘結(jié)工作和基層表面強(qiáng)度是重點(diǎn)。