基于板底脫空演化時程分析水泥路面疲勞壽命研究.pdf

1、水泥路面存在的錯臺、拱起、斷裂、唧泥等多種病害大多和路面板底脫空有關(guān)，板底脫空演化對路面的破壞起催化作用。國內(nèi)外基于板底脫空演化時程分析水泥路面疲勞壽命研究不夠深入和完善。因此，對時程分析下水泥路面板底脫空演化規(guī)律和疲勞壽命展開深入研究具有重要的科學意義和應用價值。
　　本研究首先建立動荷載作用下板底脫空演化水泥路面力學三維模型，在脫空形狀和脫空位置正交分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了不同參量下的板底脫空水泥路面板的力學性能。創(chuàng)新性的采用

2、灰色關(guān)聯(lián)分析方法探究了板底脫空水泥路面時程演化七參量與四參量的關(guān)聯(lián)程度。通過試驗驗證了水泥路面板底脫空演化理論模型。并提出了基于板底脫空演化時程分析水泥路面疲勞壽命計算方法，計算了板底脫空演化時程分析下水泥路面疲勞壽命。結(jié)果表明：
　　（1）通過正交組合計算分析得出當脫空位置位于板角為受力最不利位置，而脫空形狀為橢球形則最接近板底脫空演化實際。動載作用下板底脫空的影響范圍為脫空區(qū)域外400mm的范圍內(nèi)。當脫空區(qū)域超過脫空半徑為20

3、90mm時的范圍，面層板將會發(fā)生開裂。脫空深度比對脫空尺寸的影響小50％，板底脫空水泥路面比未脫空水泥路面因為超載而破壞的可能性將提高3~6倍。
　?。?）板底脫空水泥路面時程演化不同參量的灰色關(guān)聯(lián)程度大小順序為：面層動彈性模量γ6＞動荷載γ4＞面層厚度γ5＞車輛行駛速度γ3＞脫空半徑γ1=基層動彈性模量γ7＞脫空深度γ2。板底脫空水泥路面時程演化七參量與四參量的灰色關(guān)聯(lián)分析認為車輛行駛速度的關(guān)聯(lián)度大于脫空半徑的關(guān)聯(lián)度，而脫空半徑

4、的關(guān)聯(lián)度大于脫空深度的關(guān)聯(lián)度。
　　（3）參數(shù)敏感性分析試驗中脫空區(qū)域中部測點應力值約為邊緣測點應力值的3~5倍。在脫空半徑試驗中，進行足尺轉(zhuǎn)化后相當于脫空區(qū)域邊緣位置測點當荷載位于距離板角為1800mm時應力值開始趨于零。試驗驗證了模擬中脫空深度比脫空半徑對板底脫空演化水泥路面板影響較小以及動荷載比路面板厚度影響大的結(jié)論。
　　（4）根據(jù)帶有脫空疲勞損傷變量的疲勞損傷型本構(gòu)方程，提出基于板底脫空演化時程分析水泥路面疲勞壽命