基于DEM的旧水泥混凝土路面加铺ATB层破坏模式与评价方法
发布时间:2021-10-23 18:09
近年来,我国大部分早期修建的水泥混凝土路面已经接近甚至超过设计年限,并且那些未达到设计年限的也因为交通量和轴载的迅速增加出现断板、板边板角碎裂、错台、脱空等病害。目前工程上常用的旧水泥混凝土修复技术是加铺沥青层,该措施可以改善水泥混凝土路面的平整度,延长路面的使用寿命,但是水泥混凝土路面加铺沥青层仍存在反射裂缝和车辙等病害。基于此,本文通过离散元数值模拟、室内试验验证两种技术手段研究沥青加铺层反射裂缝和车辙的力学响应指标与沥青加铺层厚度、层间粘结强度之间的关系。首先,基于EDEM离散元软件,采用Hertz-Mindlin模型描述沥青稳定碎石层材料颗粒间的粘结作用,采用Linear Cohesion模型刻画水泥混凝土板与加铺沥青稳定碎石层间的粘结效果,最终构建了既有水泥混凝土板加铺沥青稳定碎石层的离散元模型,并通过加铺路面结构设置不同层间粘结材料的室内直剪试验,确定了加铺路面结构EDEM离散元仿真的模型参数,得到了不同层间粘结材料下进行离散元模拟时的层间黏附能量密度值。其次,对水泥混凝土路面加铺沥青层存在的反射裂缝、车辙破坏进行了离散元模拟,并且分析了其与沥青加铺层厚度、层间粘结强度之间...
【文章来源】:哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】:92 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
三种反射裂缝扩展模式受力示意图
哈尔滨工业大学硕士学位论文3.3 旧水泥混凝土板加铺沥青结构的离散元模型构建3.3.1 沥青稳定碎石混合料颗粒模型ATB-25 沥青稳定碎石层由集料、沥青、矿粉三部分组成,而在 EDEM 模拟程中将沥青、矿粉、部分细集料裹附在集料的表面,作为集料与集料之间的粘材料,沥青砂浆的粘结层厚度采用 1mm。在 EDEM 软件模拟过程中,通过 ATB-25 沥青稳定碎石层的法向刚度、剪刚度、抗压强度、抗剪强度确定沥青砂浆的材料参数,并且输入集料的泊松比剪切模量。查找 EDEM 的材料数据库,在前处理颗粒建模面板中导入混凝土集料的粒模型,如图 3-2a)所示,通过球形计算单元的填充,使其形成具有集料表面形的颗粒体如图 3-2b)所示,ATB-25 沥青稳定碎石层集料的最大粒径取值26.5mm。
哈尔滨工业大学硕士学位论文定碎石层的长度 200mm 和宽度 50mm 输入模型 得 到 ATB-25 沥 青 混 合 料 颗 粒 产 生 的 200mm长方体。设置合理的 ATB-25 沥青稳定碎青稳定碎石层的密度和体积确定沥青混凝土的质量态产生,产生速率为 1000kg/s,当沥青混合料颗粒5 沥青混合料压到指定的高度,形成 ATB-25 沥青建模过程中,将水泥混凝土的泊松比、剪切模量 Linear Cohesion 模 型 , 并 且 将 水 泥 混 凝 50mm输入模型中,然后再设置 ATB-25 沥青稳定粘结参数。的建模过程得到如图 3-3 所示的水泥混凝土加铺 泥混凝土与 ATB-25 沥青稳定碎石层的层间粘结能为沥青加铺层破坏的影响因素,因此有必要对水能力进行试验测试,并且对模型参数进行确定。
【参考文献】:
期刊论文
[1]经编复合聚酯玻纤布防反射裂缝性能试验[J]. 周刚,李汝凯,王火明,李文辉. 中国公路学报. 2016(02)
[2]沥青混合料试件层间粘结剪切强度影响因素研究[J]. 周文,陈志福,熊志华,李政安,陈赟. 中外公路. 2011(06)
[3]泗许高速公路橡胶沥青碎石封层施工技术研究[J]. 耿京芳,戚云生. 公路交通科技(应用技术版). 2011(05)
[4]级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析[J]. 张海,马光超,张敏江,马静. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(02)
[5]沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力评价方法[J]. 冯新军,郝培文,查旭东. 中国公路学报. 2011(02)
[6]复合式路面层间夹层抗反射裂缝能力的模拟试验[J]. 凌天清,李修磊,张剑,周启伟,张曙光,郑智能. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]沥青加铺层夹层材料抗反射裂缝性能研究[J]. 王选仓,刘凯,李善强. 建筑材料学报. 2010(02)
[8]级配碎石沥青路面反射裂缝扩展及寿命研究[J]. 王宏畅,黄晓明. 武汉理工大学学报. 2010(07)
[9]基于离散元方法的沥青混合料虚拟断裂试验(英文)[J]. 陈俊,黄晓明. Journal of Southeast University(English Edition). 2009(04)
[10]高粘性沥青应力吸收层防治反射裂缝研究[J]. 谭忆秋,石昆磊,李丽敏,陈国明,纪伦. 哈尔滨工业大学学报. 2008(02)
博士论文
[1]基于DEM的沥青混合料低温断裂特性的宏细观分析[D]. 任皎龙.东南大学 2017
[2]橡胶沥青应力吸收层结构行为与路用性能研究[D]. 蔡燕霞.长安大学 2016
[3]基于交通荷载横向重分布的沥青路面预防性养护新技术研究[D]. 王志.长安大学 2012
[4]旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究[D]. 杨斌.长安大学 2005
[5]交通荷载下沥青类路面疲劳损伤开裂研究[D]. 周志刚.中南大学 2003
硕士论文
[1]广西地区高速公路水泥混凝土路面沥青加铺层预防性养护技术研究[D]. 满新耀.长安大学 2018
[2]广西水泥路面加铺沥青面层反射裂缝防治技术研究[D]. 王小华.长安大学 2017
[3]城市道路水泥混凝土路面沥青加铺层设计技术研究[D]. 魏琳.重庆交通大学 2016
[4]旧水泥混凝土路面预防性养护与维修技术研究[D]. 雷磊.长安大学 2015
[5]沥青路面病害分析与加铺层处治方案研究[D]. 柳海龙.长安大学 2014
[6]基于高渗透乳化沥青的层间粘结研究[D]. 徐磊.沈阳建筑大学 2011
[7]旧水泥混凝土路面沥青加铺技术研究[D]. 肖金军.长沙理工大学 2007
[8]动荷载作用下沥青路面结构响应研究[D]. 刘立安.长安大学 2002
[9]旧水泥混凝土路面沥青加铺层温度应力分析[D]. 刘悦.长安大学 2000
本文编号:3453652
【文章来源】:哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】:92 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
三种反射裂缝扩展模式受力示意图
哈尔滨工业大学硕士学位论文3.3 旧水泥混凝土板加铺沥青结构的离散元模型构建3.3.1 沥青稳定碎石混合料颗粒模型ATB-25 沥青稳定碎石层由集料、沥青、矿粉三部分组成,而在 EDEM 模拟程中将沥青、矿粉、部分细集料裹附在集料的表面,作为集料与集料之间的粘材料,沥青砂浆的粘结层厚度采用 1mm。在 EDEM 软件模拟过程中,通过 ATB-25 沥青稳定碎石层的法向刚度、剪刚度、抗压强度、抗剪强度确定沥青砂浆的材料参数,并且输入集料的泊松比剪切模量。查找 EDEM 的材料数据库,在前处理颗粒建模面板中导入混凝土集料的粒模型,如图 3-2a)所示,通过球形计算单元的填充,使其形成具有集料表面形的颗粒体如图 3-2b)所示,ATB-25 沥青稳定碎石层集料的最大粒径取值26.5mm。
哈尔滨工业大学硕士学位论文定碎石层的长度 200mm 和宽度 50mm 输入模型 得 到 ATB-25 沥 青 混 合 料 颗 粒 产 生 的 200mm长方体。设置合理的 ATB-25 沥青稳定碎青稳定碎石层的密度和体积确定沥青混凝土的质量态产生,产生速率为 1000kg/s,当沥青混合料颗粒5 沥青混合料压到指定的高度,形成 ATB-25 沥青建模过程中,将水泥混凝土的泊松比、剪切模量 Linear Cohesion 模 型 , 并 且 将 水 泥 混 凝 50mm输入模型中,然后再设置 ATB-25 沥青稳定粘结参数。的建模过程得到如图 3-3 所示的水泥混凝土加铺 泥混凝土与 ATB-25 沥青稳定碎石层的层间粘结能为沥青加铺层破坏的影响因素,因此有必要对水能力进行试验测试,并且对模型参数进行确定。
【参考文献】:
期刊论文
[1]经编复合聚酯玻纤布防反射裂缝性能试验[J]. 周刚,李汝凯,王火明,李文辉. 中国公路学报. 2016(02)
[2]沥青混合料试件层间粘结剪切强度影响因素研究[J]. 周文,陈志福,熊志华,李政安,陈赟. 中外公路. 2011(06)
[3]泗许高速公路橡胶沥青碎石封层施工技术研究[J]. 耿京芳,戚云生. 公路交通科技(应用技术版). 2011(05)
[4]级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析[J]. 张海,马光超,张敏江,马静. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(02)
[5]沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力评价方法[J]. 冯新军,郝培文,查旭东. 中国公路学报. 2011(02)
[6]复合式路面层间夹层抗反射裂缝能力的模拟试验[J]. 凌天清,李修磊,张剑,周启伟,张曙光,郑智能. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]沥青加铺层夹层材料抗反射裂缝性能研究[J]. 王选仓,刘凯,李善强. 建筑材料学报. 2010(02)
[8]级配碎石沥青路面反射裂缝扩展及寿命研究[J]. 王宏畅,黄晓明. 武汉理工大学学报. 2010(07)
[9]基于离散元方法的沥青混合料虚拟断裂试验(英文)[J]. 陈俊,黄晓明. Journal of Southeast University(English Edition). 2009(04)
[10]高粘性沥青应力吸收层防治反射裂缝研究[J]. 谭忆秋,石昆磊,李丽敏,陈国明,纪伦. 哈尔滨工业大学学报. 2008(02)
博士论文
[1]基于DEM的沥青混合料低温断裂特性的宏细观分析[D]. 任皎龙.东南大学 2017
[2]橡胶沥青应力吸收层结构行为与路用性能研究[D]. 蔡燕霞.长安大学 2016
[3]基于交通荷载横向重分布的沥青路面预防性养护新技术研究[D]. 王志.长安大学 2012
[4]旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究[D]. 杨斌.长安大学 2005
[5]交通荷载下沥青类路面疲劳损伤开裂研究[D]. 周志刚.中南大学 2003
硕士论文
[1]广西地区高速公路水泥混凝土路面沥青加铺层预防性养护技术研究[D]. 满新耀.长安大学 2018
[2]广西水泥路面加铺沥青面层反射裂缝防治技术研究[D]. 王小华.长安大学 2017
[3]城市道路水泥混凝土路面沥青加铺层设计技术研究[D]. 魏琳.重庆交通大学 2016
[4]旧水泥混凝土路面预防性养护与维修技术研究[D]. 雷磊.长安大学 2015
[5]沥青路面病害分析与加铺层处治方案研究[D]. 柳海龙.长安大学 2014
[6]基于高渗透乳化沥青的层间粘结研究[D]. 徐磊.沈阳建筑大学 2011
[7]旧水泥混凝土路面沥青加铺技术研究[D]. 肖金军.长沙理工大学 2007
[8]动荷载作用下沥青路面结构响应研究[D]. 刘立安.长安大学 2002
[9]旧水泥混凝土路面沥青加铺层温度应力分析[D]. 刘悦.长安大学 2000
本文编号:3453652
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