基于软土路基段的半刚性基层沥青路面反射裂缝研究

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1、基于软土路基段的半刚性基层沥青路面反射裂缝研究ResearchontheReflectionCrackofSemi-rigidBaseAsphaltPavementBasedontheSectionofSoftRoadbed研究生：魏喜乐指导教师：于玲副教授学科专业：道路与铁道工程二0一七年三月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文基于软土路基段的半刚性基层沥青路面反射裂缝研究作者姓名：魏喜乐入学年份：2014年09月指导教师：于玲副教授学科专业：道路与铁道工程申请学位：工学硕士所在单位：交

2、通工程学院论文提交日期：2016年12月论文答辩日期：2017年03月学位授予日期：2017年03月答辩委员会主席：答辩委员会组成：刘元和张敏江杨彦海孙雅珍孙兆辉论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈

3、阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：2017年03月日期：2017年03月硕士研究生学位论文摘要I摘要本文以辽宁营口澄湖东路某软土路基段半刚性基层道路为研究对象

4、，该路段道路在建成通车后的一两年内便产生了大量的路面裂缝，这些裂缝在车辆荷载的长期作用及雨水的侵蚀下，已经在逐渐的发生扩展和恶化，并且已经影响到了该地区的交通状况，给该地区的交通带来了很大的不便。因此，本文将通过前期大量的现场实地调研和资料搜集，查找裂缝的主要类型和开裂形式，找出裂缝产生的原因，进而有针对性的提出一些处理措施。然后利用ABAQUS有限元软件对各类型裂缝的应力状态和破坏机理进行研究，找出裂缝的发展规律，并对提出的处理措施进行有限元模拟计算，以研究所提处理措施的防裂效果。通过现场对特定路段交通状况、

5、道路环境和前期道路修筑资料的汇总调查，并结合实地钻芯取样及相关断裂力学理论分析，发现该地区裂缝类型主要以反射裂缝为主，而且其开裂形式主要有两种：一种是上下发生错位的剪切型裂缝，另一种是向两边扩展的张拉型裂缝。针对反射裂缝这两种不同的开裂形式，本文首先对车辆荷载型反射裂缝的应力状态进行了研究。通过研究发现，当100kN的车辆荷载作用于软土路基模量为50MPa的道路面层时，产生的荷载应力σ1、σe和τmax分别为0.101MPa、1.546MPa和0.876MPa，而随着车辆轴重的增加，荷载应力基本上呈线性增长的趋

6、势增加，增加量较为明显，并且弯沉和弯沉差也有较大的增加。然后，对温度作用型反射裂缝的应力状态进行了研究。通过研究得知，当道路面层发生温度变化时，在0.5m深度范围内的温度变化较为明显，0.5~1.5m深度范围内道路结构的温度变化逐渐趋于平缓，而超过1.5m之后，基本已经可以忽略温度变化的影响；另外，通过对有限元模型的研究发现，降温作用较升温作用更容易产生张拉型的反射裂缝，并且当降温幅度由-5℃增加-25℃时，所产生的温度应力σ1、σe和τmax分别有3.79倍、3.76倍和3.59倍的增加量，甚至超过了车辆荷载

7、应力的大小。最后，又研究了土工合成材料和防裂功能层分别对于防治车辆荷载型反射裂缝、温度作用反射裂缝以及车辆和温度耦合作用下反射裂缝的不同作用机理和应力状态，并分别与不同状况条件下未设置任何夹层材料的软土路基道路结构的应力状态做对比，研究了这两种处理措施对于不同状况条件下所产生的反射裂缝的防治效果。研究表明，高模量的土工合成材料对于车辆荷载应力和温度应力分别有20%和56%左右的降低效果，对于车辆和温度的耦合应力也有较好的降低效果；而橡胶聚合物防裂功能层对于车辆荷载应力和温度应力的降低量分别在42.24%~58.

8、74%和73.51%~86.97%的范围内，而对于车辆和温度的耦合作用产生的应力σ1、σe和τmax分别有88.63%、79.93%和78.85%的降低量。通过本文的研究，找出了该地区路面开裂的主要原因，并对不同因素导致的路面裂缝问题进行了对比研究，给出了针对营口地区道路开裂的处理措施，并利用有限元三维模拟计算的方法，研究了所提处理措施在防治软土路基道路反射裂缝方面所起到的作用。关键词