学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

半柔性复合路面结构设计理论与方法研究

作　者: 黄芳
导　师: 吴国雄
学　校: 重庆交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 半柔性复合路面路用性能线收缩系数荷载应力温度应力开裂机理设计理论设计方法
分类号: U416.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 208次
引　用: 7次
阅　读: 论文下载

内容摘要

半柔性复合路面是在开级配的大孔隙沥青混合料基体路面中,灌入以水泥为主要成分的胶浆复合形成的一种路面。半柔性复合路面在国外已进行了大量的研究并加以应用,但在国内对半柔性复合路面及其材料的研究尚处于起步阶段,未得到充分的研究和推广应用。半柔性复合路面具有高于水泥混凝土路面的柔性和高于沥青混凝土路面的刚性,既具备沥青路面和水泥路面的优点又屏蔽了两者的缺点,因此,对其进行开发和应用研究具有很大的现实意义和广阔的发展前景。本论文通过室内试验及理论分析表明,半柔性复合路面材料在适宜的配合比、外加剂掺量、成型工艺、养护方法等条件下,与普通沥青混凝土相比,表现出很好的路用性能(如高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性等),尤其在高温稳定性及水稳定性方面得到了很大的改善。另外,还进行了半柔性复合路面材料的线收缩系数试验研究,测得较小的线收缩系数表明其由于降温引起的收缩比较小,从而产生较小的温度应力,故产生温度裂缝的可能性不大。本论文对半柔性复合路面的设计理论及设计方法进行了重点研究。根据半柔性复合路面材料具有较高的静模量和较大的劈裂强度、半柔性复合路面材料的应力应变关系及其开裂破坏特征等原因,本论文考虑采用沥青混凝土路面的设计理论,即弹性层状体系理论作为这种新型路面结构的设计理论。另外,本论文采用ANSYS软件分析半柔性复合路面的荷载应力,根据各方向应力的变化规律,得出这种路面的荷载响应特点及可作为设计时各计算点的位置。本论文分析了半柔性复合路面的破坏状态,得出裂缝是其最主要的破坏模式,然后重点探讨了其开裂破坏机理,再结合国内外的常规路面设计方法,提出了这种新型路面结构的设计方法,即以拉应力作为设计指标,以路基表面的垂直压应变作为验算指标,仍然采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状理论体系进行厚度计算,并给出了具体的设计步骤。另外,还探讨了其结构组合设计。为今后半柔性复合路面技术的推广应用奠定了基础。本文得到了重庆市科技攻关项目“刚柔复合路面结构及其应用研究”的资助。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-13
  1.1 目的和意义  9
  1.2 半柔性复合路面的特点  9-10
  1.3 半柔性复合路面的研究现状  10-11
    1.3.1 国外研究进展  10
    1.3.2 国内研究现状  10-11
  1.4 本论文主要研究内容  11
  1.5 本研究的技术路线及实施方案  11-13
第二章半柔性复合路面材料的试验研究  13-27
  2.1 试件成型及灌浆方法  13-14
    2.1.1 马歇尔试件成型及灌浆  13
    2.1.2 车辙试件成型与灌浆  13-14
  2.2 间接拉伸动态劲度模量试验  14-17
  2.3 劈裂强度试验  17
  2.4 高温稳定性试验  17-20
  2.5 水稳定性试验  20-23
    2.5.1 浸水马歇尔试验  21-22
    2.5.2 冻融劈裂试验  22-23
  2.6 低温劈裂试验  23-24
  2.7 线收缩系数试验  24-27
第三章半柔性复合路面破坏状态与设计标准  27-34
  3.1 半柔性复合路面破坏状态  27-29
  3.2 设计标准  29-30
  3.3 半柔性复合路面开裂机理分析  30-34
    3.3.1 半柔性复合路面材料的组成结构  30
    3.3.2 开裂机理分析  30-34
第四章半柔性复合路面结构有限元分析  34-57
  4.1 半柔性复合路面结构的荷载应力分析  34-54
    4.1.1 有限元概述  34-35
    4.1.2 有限元的基本分析步骤  35-38
    4.1.3 计算模型与参数  38-43
    4.1.4 两种路面有限元对比分析  43-45
    4.1.5 半柔性复合路面弯沉及应力分析  45-51
    4.1.6 主应力分析  51-54
  4.2 半柔性复合路面结构温度应力分析  54-55
  4.3 本章小结  55-57
第五章半柔性复合路面结构设计  57-77
  5.1 水泥混凝土路面设计理论与方法综述  57-63
    5.1.1 弹性地基板设计理论  57-59
    5.1.2 我国水泥混凝土路面设计方法  59-61
    5.1.3 国外代表性的水泥混凝土路面设计方法  61-63
    5.1.4 适用范围  63
  5.2 柔性路面设计理论与方法综述  63-67
    5.2.1 弹性层状体系设计理论  63-64
    5.2.2 我国沥青路面设计方法  64-65
    5.2.3 国外代表性的沥青路面设计方法  65-67
    5.2.4 适用范围  67
  5.3 半柔性复合路面结构设计理论  67-68
  5.4 半柔性复合路面结构设计方法  68-73
    5.4.1 设计标准  69-70
    5.4.2 设计参数  70-71
    5.4.3 半柔性复合路面材料面层和半刚性材料层底面拉应力计算  71
    5.4.4 路基表面的垂直压应变计算  71
    5.4.5 设计步骤  71-73
  5.5 半柔性复合路面结构组合特性研究  73-77
    5.5.1 路面结构组合原则  73-74
    5.5.2 半柔性复合路面组合设计  74-77
第六章结论与建议  77-80
  6.1 主要成果  77
  6.2 主要结论  77-79
  6.3 进一步研究的建议  79-80
致谢  80-81
参考文献  81-83
攻读学位期间参加的科研项目及发表的论文  83

半柔性复合路面结构设计理论与方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文