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高聚物注浆技术在沥青路面结构中的应用及动力响应分析

作　者: 马小跃
导　师: 石明生
学　校: 郑州大学
专　业: 岩土工程
关键词: 高聚物注浆技术 沥青路面结构 动力响应
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


目前,高聚物注浆技术在国内外高速公路的维修中已经取得了良好的工程效果,同时人们对落锤式弯沉仪(FWD)的动力模拟和刚性半刚性沥青路面结构在动荷载作用下的动力响应分析都有了一定的研究,但是对高聚物注浆后沥青路面结构动力响应和工程效果评价的研究还很少。本文正是围绕这些内容,通过介绍高聚物注浆技术以及高聚物材料的物理力学性质,选择合适的高聚物计算模型,分别在二维和三维有限元模型下,分析了注浆后沥青路面结构的动力响应问题,并且利用FWD弯沉检测和探地雷达两种无损检测技术对高聚物注浆后沥青路面结构进行了效果评价,本文的主要内容包括:(1)对沥青路面结构常见的病害及传统的维修方法进行概括,指出传统方法的不足,通过介绍高聚物注浆材料的各种性质和高聚物注浆技术的加固原理、注浆步骤和工艺以及在国内外道路维修中应用实例,分析出高聚物注浆技术在沥青路面结构维修中的优点。(2)通过对高聚物材料室内试验的各种结果分析,选择合适的有限元模型和分析参数,为利用ANSYS进行分析提供条件。(3)详细介绍路面结构动力特性数值分析的基本理论和FWD的工作原理,并利用ANSYS有限元分析软件,对注浆前沥青路面结构在FWD动载作用下的响应进行动力响应分析,为分析高聚物注浆后沥青路面结构的动力响应提供基础。(4)利用ANSYS有限元分析软件,对高聚物注浆后沥青路面结构在FWD动荷载作用下的动力响应进行有限元分析,计算不同面层模量、面层厚度、基础模量和路基模量下荷载中心点处弯沉和高聚物层顶部各方向上的应力。(5)通过介绍FWD和探地雷达的工作原理,对比高聚物注浆前后沥青路面结构的检测结果,进而得到这两种无损检测对沥青路面结构的注浆效果评价是可行的。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
引言  9-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 沥青路面结构的常见病害及其传统维修方法  10-11
  1.2 高聚物注浆技术的简介  11-12
    1.2.1 高聚物注浆技术的优点  11
    1.2.2 高聚物注浆技术加固地基机理分析  11-12
  1.3 高聚物注浆技术在道路养护和维修中的应用实例  12-14
    1.3.1 国外工程实例  12-13
    1.3.2 国内应用实例  13-14
  1.4 路面动力学研究现状以及有限元的应用  14-16
    1.4.1 路面动力学模型研究现状及进展  15
    1.4.2 有限元分析技术在路面结构动力分析中的应用  15-16
  1.5 论文的研究意义及主要内容  16-18
第2章 高聚物注浆技术在沥青路面结构的应用  18-23
  2.1 高聚物材料物理力学性质简介  18-19
  2.2 高聚物注浆材料浸泡水水质分析报告  19-20
  2.3 高聚物注浆步骤  20-21
  2.4 高聚物注浆技术解决的问题  21
  2.5 高聚物注浆技术的注浆工艺  21-22
  2.6 本章小结  22-23
第3章 注浆前FWD荷载下沥青路面结构的动力响应分析  23-37
  3.1 ANSYS软件动力分析介绍  23-27
  3.2 FWD动荷载的模拟  27-30
  3.3 沥青路面结构的ANSYS分析  30-34
    3.3.1 ANSYS对刚性路面结构的模拟  30-31
    3.3.2 ANSYS对沥青路面结构的模拟  31-34
  3.4 层状弹性体系下的沥青路面结构动力分析  34-36
  3.5 本章小结  36-37
第4章 注浆后FWD荷载下沥青路面结构的动力响应分析  37-52
  4.1 高聚物材料的模拟  37-38
  4.2 高聚物注浆后沥青路面结构的二维动力响应分析  38-46
    4.2.1 注浆后沥青路面结构的动力特性分析  38-40
    4.2.2 不同沥青路面结构层参数对高聚物层受力的影响  40-46
  4.3 注浆后沥青路面结构三维动力响应分析  46-49
    4.3.1 三维有限模型的建立  46-47
    4.3.2 计算结果分析  47-49
  4.4 本章小结  49-52
第5章 高聚物注浆实例  52-59
  5.1 工程概况  52-54
  5.2 检测结果分析  54-58
    5.2.1 FWD检测结果分析  54-55
    5.2.2 探地雷达检测结果分析  55-57
    5.2.3 现场开挖  57-58
  5.3 本章小结  58-59
第6章 结论和展望  59-62
  6.1 主要结论  59-60
  6.2 研究工作展望  60-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间参与项目及其研究成果  66

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路面工程 > 路面：按使用材料分 > 沥青路面
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