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设ISAC复合式路面力学响应与结构设计研究

作　者: 范振兴
导　师: 郑木莲
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 复合式路面复合式应力吸收夹层(ISAC) 应力强度因子偏载低温力学响应反射裂缝结构设计
分类号: U416.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在水泥混凝土板上加铺沥青层修筑的CC-AC复合式路面可以克服水泥混凝土路面和沥青路面的缺点,集中两种路面结构的优点,刚柔相济,大大提高路面的使用性能,从而延长其寿命。但由于水泥混凝土板自身特点及层间结合等问题,决定了在使用CC-AC复合式路面时必须有效解决反射裂缝的问题。基于此,论文对设置复合式应力吸收夹层(Interlayer Stress Absorbing Composite,简称ISAC)的复合式路面结构的力学响应及结构设计方法进行系统研究。论文基于断裂力学理论,重点针对偏载和低温两种不利情况,通过计算设与不设ISAC复合式路面结构最不利位置的应力强度因子,分析了ISAC的防裂优势。采用三维有限元软件,分析了偏载及低温作用下复合式路面结构中ISAC的力学响应,提出ISAC上层设置高模量土工材料,中间设置低模量硫化橡胶沥青,下层设置低模量土工材料,可充分发挥ISAC的防裂与防渗等作用,并推荐出ISAC各结构层的模量取值。分别针对偏载与低温两种不利情况,对比分析了设与不设ISAC复合式路面结构的力学响应,进一步体现出ISAC的防裂优势,并系统分析了沥青加铺层厚度与模量、水泥混凝土板厚度与模量、基础模量、轴载、大气温度等因素变化对设置ISAC复合式路面结构受力的影响规律,并得出上述参数变化时沥青层偏载应力及低温应力相对于标准模型的修正系数。在此基础上,提出了设置ISAC复合式路面结构的设计指标、设计标准与设计方法,绘制了设计流程图,并推荐出合理的路面结构。

设ISAC复合式路面力学响应与结构设计研究

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