水泥路面嵌缝料受力特性及其路用性能研究
发布时间：2021-05-12 05:25
随着我国道路运输事业迅猛发展,水泥路面作为主要路面铺装结构类型之一,已于公路、城市道路、港口道路和机场跑道中广泛应用。以接缝式水泥路面为主,采用嵌缝材料对接缝进行密封,保持路面的整体性、平顺性和密水性,提高水泥路面耐久性和服务品质。但是,在行车荷载及环境的综合作用下,易造成嵌缝料功能失效,致使水泥路面产生断裂、错台、唧泥等病害,严重影响了水泥路面使用寿命和路用性能。本文基于数值模拟计算方法,研究水泥路面嵌缝料受力与变形特性,研发满足水泥路面力学和路用性能要求的聚合物改性沥青基嵌缝料,使嵌缝料更好适应水泥路面接缝处工作条件,对提高嵌缝料耐久性,促进水泥路面又好又快发展和应用具有重要意义。首先,采用有限元分析方法建立水泥路面结构数值模型,在静力学分析中,针对接缝变形、宽度、温度差变化等因素影响,相应提出嵌缝料变形指标。结果表明,当荷载完全作用在嵌缝料上时为最不利受力工况;提高嵌缝料弹性模量和泊松比有助于减小路表竖向位移,改善受力状态;随着路表温度升高或降低,嵌缝料主应力将呈线性显著增大或下降,温差过大会使嵌缝料在水平方向上产生较大主应力,并使嵌缝料接缝张开量较大,导致脱粘、拉裂等现象;嵌缝...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：132 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 水泥路面嵌缝料应用现状
1.3 水泥路面嵌缝料研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 聚合物改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.4.1 SBS改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.4.2 形状记忆聚氨酯改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.4.3 有机硅改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.5 目前存在的主要问题
1.6 主要研究内容及技术路线
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 本文技术路线
第二章 静载作用下水泥路面嵌缝料力学及变形特性研究
2.1 有限元模型建立
2.1.1 有限元模型及计算参数
2.1.2 接缝模拟
2.1.3 边界约束条件
2.1.4 施加荷载换算
2.1.5 网格单元划分
2.2 计算结果分析
2.2.1 荷载作用在不同位置对嵌缝料受力特性影响
2.2.2 不同轴载对嵌缝料受力特性影响
2.2.3 不同路面层间接触状态对嵌缝料受力特性影响
2.2.4 不同嵌缝材料属性对嵌缝料受力特性影响
2.2.5 不同温度情况对嵌缝料受力特性影响
2.3 本章小结
第三章 移动荷载作用下水泥路面嵌缝料力学响应分析
3.1 动荷载模型的建立
3.1.1 施加动荷载
3.1.2 阻尼选取
3.1.3 动态模拟网格的划分
3.1.4 动静荷载模型对比分析
3.2 移动荷载在有限元模型中的实现
3.3 计算结果分析
3.3.1 不同汽车行驶速度对嵌缝料受力特性影响
3.3.2 不同移动荷载大小对嵌缝料受力特性影响
3.3.3 不同嵌缝材料尺寸对嵌缝料受力特性影响
3.4 静载和动载作用下计算结果相关性分析
3.5 本章小结
第四章 聚合物改性沥青基嵌缝料研发及改性机理研究
4.1 试验原材料
4.1.1 基质沥青
4.1.2 SBS改性剂及其改性沥青基嵌缝料制备
4.1.3 形状记忆聚氨酯改性剂及其改性沥青基嵌缝料制备
4.1.4 有机硅改性剂及其改性沥青基嵌缝料制备
4.2 聚合物对沥青基嵌缝料的改性机理研究
4.2.1 聚合物改性沥青基嵌缝料热性能研究
4.2.2 聚合物改性沥青基嵌缝料化学结构成分研究
4.2.3 聚合物改性沥青基嵌缝料微观形貌与元素组成变化研究
4.3 本章小结
第五章 改性沥青基嵌缝料路用性能及力学性能研究
5.1 聚合物改性沥青基嵌缝料的路用性能试验研究
5.1.1 聚合物改性沥青基嵌缝料低温延展性能试验分析
5.1.2 聚合物改性沥青基嵌缝料高温流动性能试验研究
5.1.3 聚合物改性沥青基嵌缝料弹性恢复性能试验研究
5.2 聚合物改性沥青基嵌缝料力学性能试验研究
5.2.1 聚合物改性沥青基嵌缝料拉伸性能试验研究
5.2.2 聚合物改性沥青基嵌缝料压缩性能试验研究
5.2.3 聚合物改性沥青基嵌缝料剪切性能试验研究
5.3 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 展望
攻读硕士学位期间取得学术成果
参考文献
本文编号：3182819
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：132 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 水泥路面嵌缝料应用现状
1.3 水泥路面嵌缝料研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 聚合物改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.4.1 SBS改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.4.2 形状记忆聚氨酯改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.4.3 有机硅改性沥青基嵌缝料制备工艺研究现状
1.5 目前存在的主要问题
1.6 主要研究内容及技术路线
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 本文技术路线
第二章 静载作用下水泥路面嵌缝料力学及变形特性研究
2.1 有限元模型建立
2.1.1 有限元模型及计算参数
2.1.2 接缝模拟
2.1.3 边界约束条件
2.1.4 施加荷载换算
2.1.5 网格单元划分
2.2 计算结果分析
2.2.1 荷载作用在不同位置对嵌缝料受力特性影响
2.2.2 不同轴载对嵌缝料受力特性影响
2.2.3 不同路面层间接触状态对嵌缝料受力特性影响
2.2.4 不同嵌缝材料属性对嵌缝料受力特性影响
2.2.5 不同温度情况对嵌缝料受力特性影响
2.3 本章小结
第三章 移动荷载作用下水泥路面嵌缝料力学响应分析
3.1 动荷载模型的建立
3.1.1 施加动荷载
3.1.2 阻尼选取
3.1.3 动态模拟网格的划分
3.1.4 动静荷载模型对比分析
3.2 移动荷载在有限元模型中的实现
3.3 计算结果分析
3.3.1 不同汽车行驶速度对嵌缝料受力特性影响
3.3.2 不同移动荷载大小对嵌缝料受力特性影响
3.3.3 不同嵌缝材料尺寸对嵌缝料受力特性影响
3.4 静载和动载作用下计算结果相关性分析
3.5 本章小结
第四章 聚合物改性沥青基嵌缝料研发及改性机理研究
4.1 试验原材料
4.1.1 基质沥青
4.1.2 SBS改性剂及其改性沥青基嵌缝料制备
4.1.3 形状记忆聚氨酯改性剂及其改性沥青基嵌缝料制备
4.1.4 有机硅改性剂及其改性沥青基嵌缝料制备
4.2 聚合物对沥青基嵌缝料的改性机理研究
4.2.1 聚合物改性沥青基嵌缝料热性能研究
4.2.2 聚合物改性沥青基嵌缝料化学结构成分研究
4.2.3 聚合物改性沥青基嵌缝料微观形貌与元素组成变化研究
4.3 本章小结
第五章 改性沥青基嵌缝料路用性能及力学性能研究
5.1 聚合物改性沥青基嵌缝料的路用性能试验研究
5.1.1 聚合物改性沥青基嵌缝料低温延展性能试验分析
5.1.2 聚合物改性沥青基嵌缝料高温流动性能试验研究
5.1.3 聚合物改性沥青基嵌缝料弹性恢复性能试验研究
5.2 聚合物改性沥青基嵌缝料力学性能试验研究
5.2.1 聚合物改性沥青基嵌缝料拉伸性能试验研究
5.2.2 聚合物改性沥青基嵌缝料压缩性能试验研究
5.2.3 聚合物改性沥青基嵌缝料剪切性能试验研究
5.3 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 展望
攻读硕士学位期间取得学术成果
参考文献
本文编号：3182819
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3182819.html
