沥青路面低温缩裂分析

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1、摘要本文利用有限单元法对沥青路面低温开裂问题进行了数值模拟。文中首先建立低温下沥青路面结构模型，分析由温度场改变而引起的沥青面层内的温度应力，提出预测裂缝间距的方法，并对影响沥青面层内温度应力分布及裂缝间距的相关因素进行了分析。其次在沥青混凝土断裂韧度％实测基础之上，分析了沥青路面基层开裂后，由温度应力引起的裂缝的断裂行为，荠对裂缝尖端的应力强度因子进行了计算并对相关影响因素进行了分析。最后分析了沥青面层与基层层问状态与沥青路面结构内受力状况的关系，并与试验路结果进行了比较；提出防止或减缓沥青面层开裂的相关措施。关键词：温度应力，裂缝间距，应力强度因子，层间状态，抗裂措施

2、AbstractInthis血黯．s，F础eElementM劬odw鹤employedto强alyzemem锄mlcrackingbeh撕orofasphaltpavement彻derlowt部叩既a舡lr&Fif瓯apaVementshuctIl∞modelw勰prop03edto锄aly∞theth锄alsh臀ses．cmcksp∞ingof唧haItpaveme玎t嗍d魄粕】inedanditsrelatedfacto礴we聆柚alyzed．secondly，based∞也eme嬲u血gof丘actlIre协ughne站X，c，也e髓ac：kingbeha啊ofof

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5、I鲫word：th锄als仃e鹋，crackspacin舀s口e昭im∞sityfactor’collrsecon酗ons，a圳i-a曲Bkingme娜r铭论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：论文知识产权权属声明p舌锄幻／徊本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公

6、开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名导师签名：／i乏第一章概述1．1研究的目的和意义暴露于大自然中的路面结构必然受到持续变化的温度的影响。太阳能辐射到地表时，一部分从路表反射回到大气当中，另外一部分则为路面结构所吸收。吸收的这部分热量与外界气温相互叠加，而形成路表的温度分布。同时由于热传导作用，整个路面结构在深度方向上将形成温度梯度。一天之内，由于路表温度的变化，该温度梯度会随之产生相应的变化。一年之中，由于四季的变化，该温度梯度也将产生相应

7、的变化。夏季，路面结构内温度较高，材料处于膨胀状态。此时，路面结构内的温度梯度为沿路面结构深度方向温度降低，路表降温速率大，达到一定深度时，温度保持不变。道路的主要病害为车辙和拥包等问题。冬季，路面结构内温度较低，材料处于收缩状态。此时，路面结构内的温度梯度为沿路面结构深度方向温度升高，路表升温速率大，达到一定深度时，温度保持不变。道路的主要病害为横向收缩开裂。由于路面结构内温度的变化，其内部材料由于其本身的物理性质，即热胀冷缩的性质，将随着温度的升高或降低而产生膨胀或收缩。但由于整个路面结构是由不同材料所组成，各结构层将产生不同的膨胀或收缩，从而形成各结构层间的相互约束

8、．一旦该变形受到约束，路面结构内将产生温度应力。当该温度应力超过材料本身抗拉强度时，沥青路面就会开裂。路面温度降低时，路面结构本身会产生收缩，但面层与基层间的摩擦作用及二者产生的收缩量大小不同而产生的摩阻作用限制了面层的自由变形．这样面层内就产生了温度应力，当该温度应力超过沥青面材料的抗拉强度时，路表将出现开裂．一般认为温度裂缝有两种：一种是低温收缩裂缝，冬季，随着温度降低，沥青材料变得越来越硬，同时开始收缩，由于面层受到约束而无法自由变形，当产生的拉应力超过沥青混合料抗拉强度时，面层即会开裂。另外一种温度裂缝为昼夜温差作用下