高铁无砟轨道下沥青混凝土层服役性能及开裂机理研究
发布时间：2021-10-23 15:53
高速铁路具有高安全、高速度、高平顺的优点,近年来在我国飞速发展。路基作为轨道结构的基础,其强度、刚度与稳定性对列车的安全平稳运行意义重大。路基的工作状态与含水率密切相关,因此实际工程中需要采取多种防排水措施,做好路基防排水工作。由于沥青混凝土具有粘弹性特性,强度与柔性好的优势,目前在我国高速铁路路基防水层材料中逐渐代替水泥混凝土。但运营中也发现,高速铁路无砟轨道下沥青混凝土层出现了开裂病害,使防水功能下降,并引发翻浆冒泥等病害,给高速铁路的安全运营构成巨大威胁。因此,对于高速铁路无砟轨道下沥青混凝土层的开裂问题亟待解决。论文以无砟轨道下沥青混凝土层为研究对象,基于广义Maxwell粘弹性模型建立无砟轨道-沥青混凝土层-路基静动力有限元模型;研究沥青混凝土层在温度荷载及列车荷载作用下的力学性能及开裂机理,并通过扩展有限元模型分析底座板伸缩缝位置沥青混凝土层的开裂过程及裂纹扩展特性;在此基础上,提出相关工程措施以改善沥青混凝土层受力状态,为沥青混凝土层的工程应用提供理论支撑。研究表明:温度荷载下,沥青混凝土层在底座板伸缩缝位置处受力变形最大,经过长期的温度荷载作用会出现疲劳开裂,这也和实际...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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相关技术规范缺乏，所以并未大范围推广使用。目前仅在哈齐、武广、郑??徐等高铁线路铺设了试验段，从服役现状来看，部分地段沥青混凝土层出现了较??为严重的开裂，裂缝以横缝为主，如图１－３所示。开裂后的沥青混凝土层失去其??防水功能，将引发一系列病害。如当雨季来临时，雨水渗入路基，影响路基强度，??在列车动荷载作用下，引起基床的变形、翻浆冒泥等病害；在季节性冻土地区，??入冻前的降雨使得路基的冻胀和融沉尤为突出，严重影响路基的长期稳定性。上??述病害对高速铁路的安全运营构成巨大威胁。??＾?Ａ，??ｍＭｋｍ??图１－３轨道结构下沥青混凝土层开裂病害??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｃｒａｃｋ?ｏｆ?ａｓｐｈａｌｔ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｌａｙｅｒ?ｕｎｄｅｒ?ｔｒａｃｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁路沥青混凝土温度离析控制技术研究[J]. 石越峰,蔡德钩,楼梁伟,姚建平,许俊磊,张世杰. 铁道建筑. 2019(01)
[2]高速铁路路基沥青混凝土防水封闭层技术综述[J]. 石越峰,蔡德钩,闫宏业,仲新华,姚建平,楼梁伟. 铁道建筑. 2018(01)
[3]轨道板与砂浆粘结试验及内聚力模型参数研究[J]. 刘学毅,苏成光,刘丹,向芬,龚闯,赵坪锐. 铁道工程学报. 2017(03)
[4]板式无砟轨道路基翻浆整治效果研究[J]. 刘亭,苏谦,赵文辉,刘宝,黄俊杰. 铁道学报. 2015(12)
[5]浇注式沥青混合料抗剪强度及标准研究[J]. 钱振东,金磊,郑彧. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(05)
[6]高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道结构动力特性分析[J]. 孙璐,段雨芬,赵磊,张永明. 东南大学学报(自然科学版). 2014(02)
[7]路基地段CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板限位凹槽设置方式研究[J]. 王璞,高亮,赵磊,曲村. 工程力学. 2014(02)
[8]新老混凝土结合面断裂——接触耦合分析[J]. 陈芳芳,武永新. 低温建筑技术. 2014(01)
[9]高模量沥青混凝土路面永久变形[J]. 周庆华,沙爱民. 长安大学学报(自然科学版). 2013(05)
[10]路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道设计方案比较分析[J]. 高亮,赵磊,曲村,蔡小培. 同济大学学报(自然科学版). 2013(06)
博士论文
[1]基于扩展有限元的沥青路面疲劳开裂行为的数值研究[D]. 金光来.东南大学 2015
[2]沥青路面低温开裂力学分析[D]. 孙红燕.长安大学 2013
[3]高速铁路沥青混凝土轨下基础结构行为与材料设计[D]. 方明镜.西南交通大学 2012
[4]浇注式沥青混凝土（GA）疲劳性能研究[D]. 张华.重庆大学 2010
硕士论文
[1]季冻区高速铁路沥青混凝土强化基床表层材料制备技术与综合性能试验研究[D]. 冷严.西南交通大学 2018
[2]基于扩展有限元的沥青路面开裂研究[D]. 潘雁石.西南交通大学 2018
[3]CRTSⅢ型无砟轨道沥青混凝土轨下基础动力特性研究[D]. 王萌.东南大学 2017
[4]沥青混凝土路面中粘弹性-热力学模型及裂纹扩展[D]. 李妍.石家庄铁道大学 2016
[5]沥青混合料粘弹性模型的适用性研究[D]. 梁国彦.山东建筑大学 2016
[6]板式无砟轨道温度场特性及效应研究[D]. 尤明熙.北京交通大学 2016
[7]高速铁路路基段CRTSⅢ型板式无砟轨道结构选型研究[D]. 谭丙磊.中国铁道科学研究院 2015
[8]高寒地区高速铁路路基沥青混凝土封闭层研究[D]. 王征.东南大学 2015
[9]环氧沥青混凝土在高速铁路无砟轨道轨下基础中的应用[D]. 刘昕依.东南大学 2015
[10]北京地铁无砟轨道开裂机理及其对列车运营安全的影响研究[D]. 方树薇.北京交通大学 2014
本文编号：3453469
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?“八纵八横”高速铁路网??Ｆｉｇ．?１－１?“Ｅｉｇｈｔ?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｅｉｇｈｔ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ”?ｈｉｇｈ?ｓｐｅｅｄ?ｒａｉｌｗａｙ?ｎｅｔｗｏｒｋ??
ｒ＿Ｊ?＾?沥音混凝土层??ｉｍ＆ｓ??图１－２沥青混凝土层铺设位置??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｓｐｈａｌｔ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｌａｙｅｒ??沥青混凝土材料已广泛应用于公路路面工程中，研究体系较为完整，技术应??用较为成熟。但沥青混凝土材料在轨道结构中的研究及应用尚不成熟，工程经验??缺少，相关技术规范缺乏，所以并未大范围推广使用。目前仅在哈齐、武广、郑??徐等高铁线路铺设了试验段，从服役现状来看，部分地段沥青混凝土层出现了较??为严重的开裂，裂缝以横缝为主，如图１－３所示。开裂后的沥青混凝土层失去其??防水功能，将引发一系列病害。如当雨季来临时，雨水渗入路基，影响路基强度，??在列车动荷载作用下，引起基床的变形、翻浆冒泥等病害；在季节性冻土地区，??入冻前的降雨使得路基的冻胀和融沉尤为突出，严重影响路基的长期稳定性。上??述病害对高速铁路的安全运营构成巨大威胁。??
相关技术规范缺乏，所以并未大范围推广使用。目前仅在哈齐、武广、郑??徐等高铁线路铺设了试验段，从服役现状来看，部分地段沥青混凝土层出现了较??为严重的开裂，裂缝以横缝为主，如图１－３所示。开裂后的沥青混凝土层失去其??防水功能，将引发一系列病害。如当雨季来临时，雨水渗入路基，影响路基强度，??在列车动荷载作用下，引起基床的变形、翻浆冒泥等病害；在季节性冻土地区，??入冻前的降雨使得路基的冻胀和融沉尤为突出，严重影响路基的长期稳定性。上??述病害对高速铁路的安全运营构成巨大威胁。??＾?Ａ，??ｍＭｋｍ??图１－３轨道结构下沥青混凝土层开裂病害??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｃｒａｃｋ?ｏｆ?ａｓｐｈａｌｔ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｌａｙｅｒ?ｕｎｄｅｒ?ｔｒａｃｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁路沥青混凝土温度离析控制技术研究[J]. 石越峰,蔡德钩,楼梁伟,姚建平,许俊磊,张世杰. 铁道建筑. 2019(01)
[2]高速铁路路基沥青混凝土防水封闭层技术综述[J]. 石越峰,蔡德钩,闫宏业,仲新华,姚建平,楼梁伟. 铁道建筑. 2018(01)
[3]轨道板与砂浆粘结试验及内聚力模型参数研究[J]. 刘学毅,苏成光,刘丹,向芬,龚闯,赵坪锐. 铁道工程学报. 2017(03)
[4]板式无砟轨道路基翻浆整治效果研究[J]. 刘亭,苏谦,赵文辉,刘宝,黄俊杰. 铁道学报. 2015(12)
[5]浇注式沥青混合料抗剪强度及标准研究[J]. 钱振东,金磊,郑彧. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(05)
[6]高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道结构动力特性分析[J]. 孙璐,段雨芬,赵磊,张永明. 东南大学学报(自然科学版). 2014(02)
[7]路基地段CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板限位凹槽设置方式研究[J]. 王璞,高亮,赵磊,曲村. 工程力学. 2014(02)
[8]新老混凝土结合面断裂——接触耦合分析[J]. 陈芳芳,武永新. 低温建筑技术. 2014(01)
[9]高模量沥青混凝土路面永久变形[J]. 周庆华,沙爱民. 长安大学学报(自然科学版). 2013(05)
[10]路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道设计方案比较分析[J]. 高亮,赵磊,曲村,蔡小培. 同济大学学报(自然科学版). 2013(06)
博士论文
[1]基于扩展有限元的沥青路面疲劳开裂行为的数值研究[D]. 金光来.东南大学 2015
[2]沥青路面低温开裂力学分析[D]. 孙红燕.长安大学 2013
[3]高速铁路沥青混凝土轨下基础结构行为与材料设计[D]. 方明镜.西南交通大学 2012
[4]浇注式沥青混凝土（GA）疲劳性能研究[D]. 张华.重庆大学 2010
硕士论文
[1]季冻区高速铁路沥青混凝土强化基床表层材料制备技术与综合性能试验研究[D]. 冷严.西南交通大学 2018
[2]基于扩展有限元的沥青路面开裂研究[D]. 潘雁石.西南交通大学 2018
[3]CRTSⅢ型无砟轨道沥青混凝土轨下基础动力特性研究[D]. 王萌.东南大学 2017
[4]沥青混凝土路面中粘弹性-热力学模型及裂纹扩展[D]. 李妍.石家庄铁道大学 2016
[5]沥青混合料粘弹性模型的适用性研究[D]. 梁国彦.山东建筑大学 2016
[6]板式无砟轨道温度场特性及效应研究[D]. 尤明熙.北京交通大学 2016
[7]高速铁路路基段CRTSⅢ型板式无砟轨道结构选型研究[D]. 谭丙磊.中国铁道科学研究院 2015
[8]高寒地区高速铁路路基沥青混凝土封闭层研究[D]. 王征.东南大学 2015
[9]环氧沥青混凝土在高速铁路无砟轨道轨下基础中的应用[D]. 刘昕依.东南大学 2015
[10]北京地铁无砟轨道开裂机理及其对列车运营安全的影响研究[D]. 方树薇.北京交通大学 2014
本文编号：3453469
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