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随着交通量的增大,重载车辆增多,以及温度、湿度等因素的影响,我国早期修建的路面开始大量存在不同程度的损坏。对损坏严重的路面进行大修养护将是今后公路发展的一个主要趋势,而路面损坏中最为常见的病害为路面开裂,因此,研究不同大修方案对沥青路面裂缝扩展和疲劳寿命的影响,对我国公路路面大修设计及方案选取具有重要意义。本文以兰南高速公路许平南段大修工程为依托,分析调查其裂缝主要开裂形式,并结合相关设计方案,利用ABAQUS有限元软件模拟分析反射裂缝的扩展。研究内容如下:首先建立路面结构的温度场模型,分析在温度单独作用下反射裂缝的扩展情况,研究大修方案选取中各因素对反射裂缝扩展的影响。其次在原有模型上增加车辆移动荷载作用,分析在温度和移动荷载共同作用下反射裂缝的扩展情况,研究各因素对反射裂缝扩展的影响。然后基于Paris裂缝疲劳模型研究各因素对沥青路面裂缝疲劳寿命的影响,并利用灰色关联度分析方法,对比分析不同因素同裂缝疲劳寿命的关联度。最后根据BP神经网络理论,分别建立铣刨中上面层和铣刨上面层的沥青路面裂缝疲劳寿命预测模型,并验证其准确性。研究结果表明:(1)温度单独作用下的裂缝形式为张拉型裂缝,温度和移动荷载共同作用下的裂缝形式为张拉型和剪切型共存的复合型裂缝。(2)裂缝扩展的层位不同,路面铣刨后回铺和加铺层的材料特性对裂缝扩展的影响情况也将不同。增加加铺层厚度和铺设夹层材料均能抑制裂缝的扩展,其中模量大的土工格栅抑制张拉型裂缝效果较好,而模量小的抗裂贴抑制剪切型裂缝的效果更佳。(3)选取模量和线膨胀系数均较小的铣刨回铺和加铺材料、增加加铺层厚度和设置夹层材料均能延长裂缝疲劳寿命。在铣刨中上面层时,各因素同裂缝疲劳寿命的关联度依次为:中面层模量(0.7868)>中面层线膨胀系数(0.7688)>加铺层厚度(0.7549)>上面层线膨胀系数(0.7208)>加铺层线膨胀系数(0.7191)>上面层模量(0.7105)>加铺层模量(0.6952),在仅铣刨上面层时,各因素同裂缝疲劳寿命的关联度依次为:加铺层厚度(0.8658)>上面层模量(0.8313)>加铺层线膨胀系数(0.8297)>加铺层模量(0.8255)>上面层线膨胀系数(0.8204)。(4)通过BP神经网络建立的疲劳寿命预测模型具有较高的预测精度,通过代入检验,预测模型的相对误差均在3%以内。本文研究了大修方案中各因素对反射裂缝扩展的影响,并建立了裂缝疲劳寿命预测模型,所得结论和成果可为路面大修方案选取提供理论依据。