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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】:

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


三种反射裂缝扩展模式受力示意图

沥青稳定碎石,颗粒模型,集料


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。

模型图,水泥混凝土,加铺,沥青层


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】:
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本文编号:3453652

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