【博士】基于局部应变预估沥青路面疲劳开裂寿命的研究【2007】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：长安大学　　学位年度： 2007年　　裂缝是沥青路面的一种常见病害。裂缝会降低路面承载能力，影响行车舒适性，加速路面损坏和缩短使用寿命。目前国内外有关沥青路面疲劳开裂机理的认识是一致的，但有关疲劳开裂研究尚未深入和系统，也无沥青路面设计方法引入有关指标。　　在国内外研究成果基础上，提出了合理可行的沥青混合料直接拉伸疲劳试验条件。建立了沥青混合料的单调拉伸曲线方程，提出单调应变硬化系数和强度系数。应用多级多试件法建立了沥青混合料的循环应力-应变曲线方程，提出了循环应变硬化系数和强度系数，并确定沥青混合料具有循环硬化和循环松弛特性。建立了沥青混合料的应变-寿命疲劳方程，并分析平均应力的影响，提出了沥青混合料开裂的拉应变阀值和极限值。　　对比有无缺口试件的疲劳试验结果，提出了沥青混合料疲劳缺口系数的Peterson拟合公式、疲劳转换系数和缺口敏感系数。　　根据弹性理论保守系统的最小余能原理，推导出任意应力状态下名义应力(应变)与局部应力(应变)之间的关系，并推广应用到有缺口和循环加载方式的结构，同时提出了计算沥青路面局部应变的方法。　　基于数值计算，分析了各因素对温度应变的影响程度，提出置信水平为90％时，温度变化幅度对温度应变具有显著性影响。分析了各因素对荷载应变的影响程度，提出置信水平为95％时，面层厚度、面层模量和轴载对荷载应变具有显著性影响。基于均匀设计法，拟合了温度应变和荷载应变的实用计算公式。　　基于沥青混合料的循环应力-应变曲线方程、应变-疲劳方程及局部应变计算方法，提出了基于局部应变的沥青路面疲劳开裂寿命的估算方法，可作为沥青路面设计中控制疲劳开裂的计算依据，充实了沥青路面结构设计方法。　　

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