低温时沥青路面结构的温度应力分析开题报告

1. 研究目的与意义

（1）研究背景：

沥青路面建成后，要承受各种荷载的重复作用，又要经受如温度、湿度等外界因素的影响，沥青混合料受温度影响呈现明显不同的强度和抗变形能力。当路面结构在短时间内有较大的降温幅度或由于昼夜巨大温差导致温度应力多次循环作用路面时，会出现温度裂缝。沥青路面的温度裂缝是低温气候区普遍存在的问题。路面出现温度裂缝后，水会通过裂缝进入路面结构，滞留在路面结构内部，加速路面损坏。一方面，水充当剥离剂将集料和沥青分开，导致路面结构恶化；另一方面，低温时水会结冰，裂缝向外膨胀，使路面变得凹凸不平。如不及时处理，路况会进一步恶化甚至要重建。

（2）目的及意义：

2. 研究内容和预期目标

（1）主要研究内容：

① 通过热传导理论研究均质体和路面结构多层体系的温度场

② 学习沥青混合料的材料性质。利用温缩开裂模型的温度应力解析表达式，进行参数分析

3. 研究的方法与步骤

（1）本课题拟采用的研究方法：

温度场和温度应力可以用理论解法也可以用数值分析法，由于工程问题的复杂性，用理论解法很难解决，故一般采用数值法求解。有限元法是在差分法的基础上建立起来的，有限元方法的基本思想是先化整为零，再积零为整，也就是把一个连续体人为分割成有限个单元，即把一个结构看成由若干通过结点相连的单元组成的整体，先进行单元分析，然后再把这些单元组合起来代表原来的结构进行整体分析。从数学角度来看，有限元方法是将一个偏微分方程化成一个代数方程组，然后利用计算机进行求解的方法。由于有限元法采用了矩阵算法，因此借助计算机便可以快速地算出结果。

本论文就是应用大型通用有限元分析ansys对算例进行计算，根据计算结果分析低温下沥青路面结构的应力变化。

4. 参考文献

1.刘立新 沥青混合料粘弹性力学及材料学原理 人民交通出版社，2006

2.张肖宁 沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用 人民交通出版社，2006

3.孙立军等 沥青路面结构行为理论 同济大学出版社，2003

5. 计划与进度安排

[1] 3月 5日 ~ 3月25日 毕业实习

[2] 3月 26日 ~ 4月1日 文献检索，提交开题报告

[3] 4月 2 日 ~ 4月15日 论文研究，提交外文翻译初稿