【硕士】半刚性基层沥青路面上超薄白色罩面的结构有限元分析及设计探讨【2010】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：长沙理工大学　　学位年度： 2010年　　根据沥青路面上超薄白色罩面(UTW)的特点，采用正交各向异性接触模型模拟层间接触状况，利用ANSYG进行结构计算，并通过直道试验进行验证。　　通过室内试验测定UTW的抗折、抗压强度，通过层间剪切试验，测得了UTW层与沥青面层的层间抗剪强度，作为计算和设计依据。试验及计算发现，UTW临界荷位为纵缝边缘中部及板角。纵缝边缘中部为板底拉应力的临界荷位，而板角处为层问剪应力的临界荷位。　　计算发现，增大界面抗剪能力，保持层间界面连续，可减小板底拉应力。考虑了纵缝边缘脱空、横缝边缘脱空及板角脱空对路面结构的影响，认为三种脱空分别使板底横向开裂、从表面拉裂及出现角隅断裂。借鉴规范公式对温度应力进行了计算，提出应尽量限制板的尺寸以控制温度应力。设计中考虑荷载和温度综合作用下的UTW层的疲劳破坏。借鉴我国水泥砼规范公式计算疲劳应力，同时将层间抗剪能力作为一个参考控制条件，以防止因层问粘结差使结构失效。根据计算结果提出结构强度综合系数，推导出一般条件下UTW的适应条件，并得出结构强度综合系数小于17时的板厚设计图表，用于指导设计。结合国外UTW路面结构特点，分析了国外规定沥青层最小厚度的原因，并指出在半刚性基层沥青路面结构上加铺UTW不需要规定沥青面层厚度，仅控制R，的大小即可。　　从试验路各方案的破坏情况来看，方案三和方案四均有较好的路用性能，笔者认为分别可以适应较重的交通和中等交通。　　

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