裂缝防治技术论文提纲

论文题目：冲击荷载作用沥青加铺层反射裂缝破坏机理及防治研究

摘要：旧水泥混凝土路面加铺沥青层有效改善了原路面结构的性能,在旧水泥混凝土路面改造中得到广泛应用。因水泥混凝土路面板之间存在接缝,行车荷载作用下,沥青加铺层底部接缝位置易出现反射裂缝。沥青加铺层路面设置减速带能有效降低车速,但会增加路面的冲击破坏,若减速带位置距离接缝较近,冲击荷载将加剧加铺层反射裂缝扩展破坏,极大地缩短了沥青加铺层路面的使用寿命。基于此,本文利用ABAQUS有限元分析软件,建立了旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构力学响应分析的数值模型;借鉴桥头跳车车辆荷载处理方式,建立车辆通过减速带路面的冲击荷载作用数值模型,并提出冲击荷载作用下沥青加铺层反射裂缝防治“两步走”原则,旨在改善沥青加铺层结构应力状况,延长道路使用寿命。主要研究工作如下:（1）根据沥青加铺层反射裂缝的成因与类型,分析反射裂缝的产生机理。详细推导了材料强度理论,作为影响反射裂缝产生强弱程度的评价指标,进行荷载作用下沥青加铺层力学响应分析。沥青加铺层接缝处应力集中是导致反射裂缝产生的主要原因,冲击荷载作用下沥青加铺层结构力学响比静力作用增加了25.39%,因此冲击作用不可忽视。（2）因减速带路面车辆冲击荷载的定量描述成果有限,本文借鉴桥头跳车车辆荷载的处理方式,结合减速带具体参数,研究建立了适合减速带路面的冲击荷载作用“半波正弦型”加载模型。基于此,进一步建立了冲击荷载作用下含接缝的沥青加铺层结构有限元分析模型,研究了冲击荷载作用沥青加铺结构参数的敏感性,其成果为后续冲击荷载下反射裂缝的防治研究提供了依据。（3）围绕反射裂缝防治问题,提出冲击荷载作用下沥青加铺层反射裂缝防治“两步走”原则。第一步:分析冲击荷载作用位置对沥青加铺层结构的力学响应,建立减速带设置位置建议关系表达式,使减速带位置合理避开接缝区域,降低或消除冲击荷载对反射裂缝的影响;第二步:在一些无法调整减速带位置的特殊区域,建议通过增设应力吸收层降低冲击荷载对沥青加铺结构反射裂缝的影响。研究结果表明:为降低沥青加铺层接缝处应力集中,减速带设置位置应满足表达式:L?l（10）s,且有冲击位置与接缝距离l大于等于0.5m。增设应力吸收层对冲击荷载下沥青加铺层抗裂性能的提高效果显著,应力吸收层厚度增加和模量降低能有效改善加铺层应力状况。研究成果为冲击荷载下沥青加铺层反射裂缝防治研究提供技术指导。

关键词：水泥混凝土路面;沥青加铺层;减速带;冲击荷载;反射裂缝;ABAQUS有限元;力学响应;应力吸收层

学科专业：工程硕士（建筑与土木工程领域）（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究现状

1.2.2 道路冲击荷载作用研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 创新点

第二章 旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝破坏机理研究

2.1 引言

2.2 旧水泥混凝土路面加铺改造技术

2.3 沥青加铺层反射裂缝产生机理

2.4 材料强度理论

2.4.1 最大拉应力理论

2.4.2 最大切应力理论

2.4.3 形状改变能密度理论

2.5 沥青加铺层荷载响应分析

2.5.1 沥青加铺层结构数值模型

2.5.2 结果分析

2.6 本章小结

第三章 冲击荷载作用模型与沥青加铺结构参数敏感性分析

3.1 引言

3.2 车辆冲击荷载

3.2.1 减速带类型

3.2.2 冲击荷载产生

3.2.3 车辆冲击过程

3.2.4 冲击荷载作用模型重要参数

3.2.5 减速带冲击荷载作用模型

3.2.6 冲击荷载模拟

3.2.7 不同冲击加载方式对比分析

3.3 有限元计算模型与材料参数

3.3.1 基本假定

3.3.2 模型计算参数

3.3.3 车辆荷载简化

3.3.4 临界荷位选取

3.3.5 力学指标确定

3.4 旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构参数敏感性分析

3.4.1 轴载大小变化对沥青加铺层力学响应的影响分析

3.4.2 加铺层模量变化对沥青加铺层力学响应的影响分析

3.4.3 水泥混凝土路面模量变化对沥青加铺层力学响应的影响分析

3.4.4 基础模量变化对沥青加铺层力学响应的影响分析

3.5 本章小结

第四章 冲击荷载作用沥青加铺层反射裂缝防治研究

4.1 引言

4.2 减速带设置位置对反射裂缝防治研究

4.2.1 冲击荷载下沥青加铺层时程响应分析

4.2.2 冲击位置变化对沥青加铺层力学响应的影响分析

4.3 设置应力吸收层对反射裂缝防治研究

4.3.1 反射裂缝防治措施

4.3.2 应力吸收层加铺结构计算模型和材料参数

4.3.3 应力吸收层加铺结构与直接加铺层结构对比分析

4.3.4 应力吸收层厚度变化对沥青加铺层力学响应的影响分析

4.3.5 应力吸收层模量变化对沥青加铺层力学响应的影响分析

4.4 反射裂缝防治措施叠加分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

致谢