基于不同界面接触状态的高性能微表处混合料设计研究
发布时间：2021-07-26 10:34
随着我国大部分省市公路大面积进入养护期,使得当期养护维修工作的任务异常艰巨与重要,而微表处作为路面预防性养护技术,具有施工速度快、经济环保、能够快速恢复交通等突出优点,成为公路养护事业中不可替代的常用养护手段。但,目前,国内外在改善微表处与原路面间的层间性能方面的研究较少。本文基于不同的界面接触状态,研究了高性能微表处材料的设计。包括ABAQUS有限元建模分析,斜剪实验及高性能微表混合料优化设计三方面展开课题研究。具体研究如下:由ABAQUS有限元模拟分析可知,剪应力在接触面处达到最大值,不同接触状态对沥青路面面层及以上结构层的受力特性影响很大,而对基层及以下影响较小,且越往下影响程度越低,最后趋于相同;并且接触状态的改善有利于提高层间剪切阻力。由斜剪实验分析可知,界面接触状态对微表处混合料层间抗剪强度影响显著,随着接触状态的弱化,层间剪切强度显著降低。此外,矿料级配对层间剪切强度同样具有较大的影响,随着微表处混合料的级配由细向粗变化,层间剪切强度首先增加然后减小,推荐采用MS-304的较粗级配可以得到较好层间抗剪强度的微表处混合料;剪切角对层间抗剪切强度也有一定的影响,随着剪切角的增...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直剪试验示意图
图 1.3 Goodman 接触单元示意图 图 1.4 Desai 接触单元示意图此外，高俊合等[82]较早利用有限元模拟分析，提出了所提出的接触界面剪切滑移薄层单元及其本构关系；李梅[83]在“空间无厚度接触面单元”的基础上，提出模拟接触面切向滑移的本构关系，使用“变增量搜索法”进行计算分析，结果证明了该模型的合理性以及实用性；郑玉英[84]通过研究接触界面的开闭迭代算法，实现了接触界面开闭状态变化的模拟。基于该模型，考虑了接触面填充等的影响，使得建立的接触面模型可以模拟混凝土坝中的各种接触面；杜强[85]研究土与结构相互作用时土体变形和接触面剪切应力的变化。总结界面接触特性理论研究可知，虽然接触面特性研究很多且比较成熟，然而大多集中于岩土工程领域，而在道路工程领域研究较少。特别是对于在原路面上加铺微表处罩面时的界面接触特性鲜有研究，为此本文利用现有研究方法及成果基于微表处摊铺的不同界面接触状态对微表处混合料性能进行研究，预计将改善微表处的道路性能。1.3 本文研究内容及技术路线
图 1.3 Goodman 接触单元示意图 图 1.4 Desai 接触单元示意图此外，高俊合等[82]较早利用有限元模拟分析，提出了所提出的接触界面剪切滑移薄层单元及其本构关系；李梅[83]在“空间无厚度接触面单元”的基础上，提出模拟接触面切向滑移的本构关系，使用“变增量搜索法”进行计算分析，结果证明了该模型的合理性以及实用性；郑玉英[84]通过研究接触界面的开闭迭代算法，实现了接触界面开闭状态变化的模拟。基于该模型，考虑了接触面填充等的影响，使得建立的接触面模型可以模拟混凝土坝中的各种接触面；杜强[85]研究土与结构相互作用时土体变形和接触面剪切应力的变化。总结界面接触特性理论研究可知，虽然接触面特性研究很多且比较成熟，然而大多集中于岩土工程领域，而在道路工程领域研究较少。特别是对于在原路面上加铺微表处罩面时的界面接触特性鲜有研究，为此本文利用现有研究方法及成果基于微表处摊铺的不同界面接触状态对微表处混合料性能进行研究，预计将改善微表处的道路性能。1.3 本文研究内容及技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]双层沥青混合料层间抗剪性能研究[J]. 金敦建,肖鹏,杨盼盼,郑佳辉. 公路. 2018(06)
[2]环保型降温微表处制备及其功效[J]. 王朝辉,殷卫永,孙晓龙,王新岐,冯炜. 中国公路学报. 2017(07)
[3]微表处抗车辙级配设计[J]. 郭泳江. 公路交通科技(应用技术版). 2017(04)
[4]环氧乳化沥青粘层剪切疲劳性能[J]. 常艳婷,陈忠达,张震,牛小虎. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(03)
[5]基于斜剪试验的水泥砼桥面沥青铺装层抗剪切性能研究[J]. 李萍,念腾飞,张雅莉,马科,郭云枫,赵志鹏. 武汉理工大学学报. 2015(11)
[6]基于纤维微表处摊铺机的加铺层效益分析[J]. 张争奇,姚晓光,罗要飞. 武汉大学学报(工学版). 2015(04)
[7]超长灌注桩桩-土界面剪切试验研究[J]. 李永辉,王卫东,黄茂松,郭院成. 岩土力学. 2015(07)
[8]水性环氧树脂改性微表处性能影响及评价研究[J]. 张庆,郝培文,白正宇. 公路. 2015(06)
[9]间断级配纤维微表处路用性能[J]. 张争奇,姚晓光,罗要飞. 北京工业大学学报. 2015(06)
[10]新型SBR复合改性乳化沥青研制与性能研究[J]. 王伟明,吴旷怀,王凤华,杨国良. 中外公路. 2014(05)
博士论文
[1]水泥—乳化沥青—水性环氧复合胶结钢桥面铺装材料研究[D]. 沈凡.武汉理工大学 2012
[2]混凝土坝中各种接触面的数值模拟方法研究及工程应用[D]. 郑璀莹.中国水利水电科学研究院 2006
[3]基于能量耗散原理的土与结构接触面模型研究及应用[D]. 王伟.河海大学 2006
硕士论文
[1]重型轮胎-沥青路面接触力学模型研究[D]. 吴学前.长安大学 2018
[2]沥青路面层间抗剪强度理论与试验研究[D]. 毛昱.兰州理工大学 2018
[3]水性环氧乳化沥青的应用研究[D]. 常卫平.北京建筑大学 2016
[4]土与结构接触特性对地下结构地震反应的影响研究[D]. 罗磊.北京工业大学 2016
[5]高性能环氧沥青的制备与性能表征[D]. 潘磊.南京大学 2011
[6]微表处路面/轮胎发生机理及改进措施研究[D]. 孔静静.北京工业大学 2010
[7]改性乳化沥青的制备及性能[D]. 冯雷雷.西北大学 2009
[8]甘肃地区纤维微表处的适用性研究[D]. 李素贤.长安大学 2009
[9]微表处混合料设计分析及级配优化研究[D]. 李栓.长安大学 2008
[10]改性乳化沥青及微表处性能研究[D]. 贺华.长安大学 2006
本文编号：3303399
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直剪试验示意图
图 1.3 Goodman 接触单元示意图 图 1.4 Desai 接触单元示意图此外，高俊合等[82]较早利用有限元模拟分析，提出了所提出的接触界面剪切滑移薄层单元及其本构关系；李梅[83]在“空间无厚度接触面单元”的基础上，提出模拟接触面切向滑移的本构关系，使用“变增量搜索法”进行计算分析，结果证明了该模型的合理性以及实用性；郑玉英[84]通过研究接触界面的开闭迭代算法，实现了接触界面开闭状态变化的模拟。基于该模型，考虑了接触面填充等的影响，使得建立的接触面模型可以模拟混凝土坝中的各种接触面；杜强[85]研究土与结构相互作用时土体变形和接触面剪切应力的变化。总结界面接触特性理论研究可知，虽然接触面特性研究很多且比较成熟，然而大多集中于岩土工程领域，而在道路工程领域研究较少。特别是对于在原路面上加铺微表处罩面时的界面接触特性鲜有研究，为此本文利用现有研究方法及成果基于微表处摊铺的不同界面接触状态对微表处混合料性能进行研究，预计将改善微表处的道路性能。1.3 本文研究内容及技术路线
图 1.3 Goodman 接触单元示意图 图 1.4 Desai 接触单元示意图此外，高俊合等[82]较早利用有限元模拟分析，提出了所提出的接触界面剪切滑移薄层单元及其本构关系；李梅[83]在“空间无厚度接触面单元”的基础上，提出模拟接触面切向滑移的本构关系，使用“变增量搜索法”进行计算分析，结果证明了该模型的合理性以及实用性；郑玉英[84]通过研究接触界面的开闭迭代算法，实现了接触界面开闭状态变化的模拟。基于该模型，考虑了接触面填充等的影响，使得建立的接触面模型可以模拟混凝土坝中的各种接触面；杜强[85]研究土与结构相互作用时土体变形和接触面剪切应力的变化。总结界面接触特性理论研究可知，虽然接触面特性研究很多且比较成熟，然而大多集中于岩土工程领域，而在道路工程领域研究较少。特别是对于在原路面上加铺微表处罩面时的界面接触特性鲜有研究，为此本文利用现有研究方法及成果基于微表处摊铺的不同界面接触状态对微表处混合料性能进行研究，预计将改善微表处的道路性能。1.3 本文研究内容及技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]双层沥青混合料层间抗剪性能研究[J]. 金敦建,肖鹏,杨盼盼,郑佳辉. 公路. 2018(06)
[2]环保型降温微表处制备及其功效[J]. 王朝辉,殷卫永,孙晓龙,王新岐,冯炜. 中国公路学报. 2017(07)
[3]微表处抗车辙级配设计[J]. 郭泳江. 公路交通科技(应用技术版). 2017(04)
[4]环氧乳化沥青粘层剪切疲劳性能[J]. 常艳婷,陈忠达,张震,牛小虎. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(03)
[5]基于斜剪试验的水泥砼桥面沥青铺装层抗剪切性能研究[J]. 李萍,念腾飞,张雅莉,马科,郭云枫,赵志鹏. 武汉理工大学学报. 2015(11)
[6]基于纤维微表处摊铺机的加铺层效益分析[J]. 张争奇,姚晓光,罗要飞. 武汉大学学报(工学版). 2015(04)
[7]超长灌注桩桩-土界面剪切试验研究[J]. 李永辉,王卫东,黄茂松,郭院成. 岩土力学. 2015(07)
[8]水性环氧树脂改性微表处性能影响及评价研究[J]. 张庆,郝培文,白正宇. 公路. 2015(06)
[9]间断级配纤维微表处路用性能[J]. 张争奇,姚晓光,罗要飞. 北京工业大学学报. 2015(06)
[10]新型SBR复合改性乳化沥青研制与性能研究[J]. 王伟明,吴旷怀,王凤华,杨国良. 中外公路. 2014(05)
博士论文
[1]水泥—乳化沥青—水性环氧复合胶结钢桥面铺装材料研究[D]. 沈凡.武汉理工大学 2012
[2]混凝土坝中各种接触面的数值模拟方法研究及工程应用[D]. 郑璀莹.中国水利水电科学研究院 2006
[3]基于能量耗散原理的土与结构接触面模型研究及应用[D]. 王伟.河海大学 2006
硕士论文
[1]重型轮胎-沥青路面接触力学模型研究[D]. 吴学前.长安大学 2018
[2]沥青路面层间抗剪强度理论与试验研究[D]. 毛昱.兰州理工大学 2018
[3]水性环氧乳化沥青的应用研究[D]. 常卫平.北京建筑大学 2016
[4]土与结构接触特性对地下结构地震反应的影响研究[D]. 罗磊.北京工业大学 2016
[5]高性能环氧沥青的制备与性能表征[D]. 潘磊.南京大学 2011
[6]微表处路面/轮胎发生机理及改进措施研究[D]. 孔静静.北京工业大学 2010
[7]改性乳化沥青的制备及性能[D]. 冯雷雷.西北大学 2009
[8]甘肃地区纤维微表处的适用性研究[D]. 李素贤.长安大学 2009
[9]微表处混合料设计分析及级配优化研究[D]. 李栓.长安大学 2008
[10]改性乳化沥青及微表处性能研究[D]. 贺华.长安大学 2006
本文编号：3303399
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