沥青混凝土铺装轨道支承层结构解析模型及厚度设计
发布时间：2021-03-28 02:22
高速铁路的高速、安全和舒适性对轨下基础的稳定性、耐久性和平顺性提出更严格的要求。密级配沥青混合料兼具弹性、防水性和可维护性,是轨下基础良好的缓冲支承和防水封闭材料,将其引入轨下基础结构层,能有效改善水泥混凝土无砟轨道由刚性混凝土底座直接过渡到柔性级配碎石基床的层间刚度协调问题。基于此,本文以单元板式无砟轨道为研究对象,开展全断面沥青混凝土铺装轨道结构研究,分别探讨其结构组成与材料设计、解析建模与数值模型验证、结构准静态设计方法。完成的主要工作和成果有:（1）提出了沥青混凝土铺装轨道结构形式。通过国内外研究综述可知:沥青混凝土材料用于轨下基础结构,相对水泥混凝土材料具有防水性好、减振降噪、便于维护等优势。基于此,本文提出沥青混凝土支承的单元板式无砟轨道（即沥青混凝土铺装轨道）结构,并对各结构层材料进行设计。（2）建立了理论解析模型和数值模型。结合沥青混凝土铺装轨道的结构特点,本文基于弹性层状体系理论,建立了多层弹性地基板模型,可计算沥青混凝土铺装轨道的各项力学指标。为简便计算,通过假定轨道板为刚性板,得到均布荷载作用下的四层弹性地基简化模型。借助MATLAB编程,可实现任意点位的应力、位...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国中长期铁路网规划图(2016版)[2]
9求，实现对基床的优化设计。规范[32]规定了基床各部分厚度，其中无砟轨道的基床表层厚0.4m，有砟轨道的基床表层厚0.7m，基床底层厚2.3m。1.2.4公路沥青路面设计方法世界各国的沥青路面设计方法可分为经验法和力学-经验法两大类，其中，经验法包括美国的加州承载比(CBR)法和美国各州公路和运输工作者协会(AASHTO)法；力学-经验法包括我国现行的沥青路面设计方法、美国的沥青学会(AI)法和壳牌(SHELL)法均为力学-经验法[33]。(1)我国沥青路面设计方法规范[34]对我国沥青路面的设计具有指导作用，设计时采用双圆均布荷载下的弹性层状体系模型，通过初拟结构组合，并对疲劳荷载作用下的路面结构力学指标进行验算，实现对沥青路面结构层厚度的迭代求解。图1.7为我国沥青路面设计流程图[34]。图1.7路面结构验算流程图
15图2.2CRTSⅠ型板式轨道结构图[41]其中，CA砂浆技术为CRTSⅠ型板式轨道的关键技术[42]。国内20世纪60年代就开始乳化沥青在铁路方面的研究，由于受限于知识水平和技术条件，相关研究几近停滞。进入21世纪，随着在秦沈线、武广线和京津城际等路段进行铺设试验，我国对CA砂浆的性能指标与试验方法了解更加深入，从而依据试验数据和相关经验制定了CA砂浆施工质量控制的相关标准文件[43]。CRTSⅠ型板式轨道结构具有以下特点[41]：①混凝土基础板（或底座板）较为坚实，可降低上层轨道板的设计强度要求；②CA砂浆作为调整层，可通过调整CA砂浆厚度调整轨道板定位；③依据层状体系设计原理，进行分层设计和施工，方便后期的维护；④凸形挡台能有效传递纵横向力，防止结构发生水平滑移；2.1.2CRTSⅡ型板式轨道结构及特点CRTSⅡ型板式轨道为纵连板式无砟轨道，能适应ZPW-2000轨道电路[41]。最早应用于京津城际客运专线。其结构型式主要参考博格板的型式，桥梁段和路基、隧道地段的结构组成有区别。桥梁段CRTSⅡ型板式轨道结构图如图2.3所示，其结构组成由上到下依次为：钢轨、扣件、侧向挡块、轨道板、CA砂浆层、底座板（厚200mm)和两布一膜滑动层等。对于处于路基段的CRTSⅡ型板式轨道，其用水硬性支承层（厚300mm）取代了底座版和滑动层。
本文编号：3104695
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国中长期铁路网规划图(2016版)[2]
9求，实现对基床的优化设计。规范[32]规定了基床各部分厚度，其中无砟轨道的基床表层厚0.4m，有砟轨道的基床表层厚0.7m，基床底层厚2.3m。1.2.4公路沥青路面设计方法世界各国的沥青路面设计方法可分为经验法和力学-经验法两大类，其中，经验法包括美国的加州承载比(CBR)法和美国各州公路和运输工作者协会(AASHTO)法；力学-经验法包括我国现行的沥青路面设计方法、美国的沥青学会(AI)法和壳牌(SHELL)法均为力学-经验法[33]。(1)我国沥青路面设计方法规范[34]对我国沥青路面的设计具有指导作用，设计时采用双圆均布荷载下的弹性层状体系模型，通过初拟结构组合，并对疲劳荷载作用下的路面结构力学指标进行验算，实现对沥青路面结构层厚度的迭代求解。图1.7为我国沥青路面设计流程图[34]。图1.7路面结构验算流程图
15图2.2CRTSⅠ型板式轨道结构图[41]其中，CA砂浆技术为CRTSⅠ型板式轨道的关键技术[42]。国内20世纪60年代就开始乳化沥青在铁路方面的研究，由于受限于知识水平和技术条件，相关研究几近停滞。进入21世纪，随着在秦沈线、武广线和京津城际等路段进行铺设试验，我国对CA砂浆的性能指标与试验方法了解更加深入，从而依据试验数据和相关经验制定了CA砂浆施工质量控制的相关标准文件[43]。CRTSⅠ型板式轨道结构具有以下特点[41]：①混凝土基础板（或底座板）较为坚实，可降低上层轨道板的设计强度要求；②CA砂浆作为调整层，可通过调整CA砂浆厚度调整轨道板定位；③依据层状体系设计原理，进行分层设计和施工，方便后期的维护；④凸形挡台能有效传递纵横向力，防止结构发生水平滑移；2.1.2CRTSⅡ型板式轨道结构及特点CRTSⅡ型板式轨道为纵连板式无砟轨道，能适应ZPW-2000轨道电路[41]。最早应用于京津城际客运专线。其结构型式主要参考博格板的型式，桥梁段和路基、隧道地段的结构组成有区别。桥梁段CRTSⅡ型板式轨道结构图如图2.3所示，其结构组成由上到下依次为：钢轨、扣件、侧向挡块、轨道板、CA砂浆层、底座板（厚200mm)和两布一膜滑动层等。对于处于路基段的CRTSⅡ型板式轨道，其用水硬性支承层（厚300mm）取代了底座版和滑动层。
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