倒装基层沥青路面结构行为分析

发布时间：2017-07-21 01:21

  本文关键词：倒装基层沥青路面结构行为分析

  更多相关文章： 级配碎石 离散元方法 非线性 回弹模量 静三轴试验 正交分析

【摘要】：级配碎石应力应变关系表现出明显的非线性特征,应用于水稳基层与沥青面层之间、形成倒装路面结构时,非线性特性对基于层状弹性理论的沥青路面结构计算精度的影响是工程界关注的重要问题。首先,为了研究级配碎石的力学性能,在规范推荐的用于防治反射裂缝过渡层的级配基础上,利用颗粒流程序PFC3D构建了级配碎石静三轴试验的数值模型。通过计算,证实了级配碎石试样的偏应力峰值随围压的增加而增大的基本规律,对比分析了三组级配对回弹模量的影响。其次,级配碎石的回弹模量与其应力状态有关,论文通过对不同围压情况下级配碎石回弹模量和第一应力不变量的分析,利用k-θ模型对数据进行拟合,得到了级配碎石的非线性回弹模量模型。针对级配碎石的非线性特征,以路表弯沉和面层层底拉应力为控制指标,在路面层状弹性模型中嵌入级配碎石非线性回弹模量模型,分析了路面倒装结构的力学响应规律。采用正交试验分析方法,对不同结构参数对倒装基层沥青路面的路表弯沉、沥青层层底拉应力、半刚性基层层底拉应力以及土基顶面压应变等指标影响进行了系统的分析,给出了各结构参数对这些指标的影响顺序。进行了试验路的铺筑,通过测试得到了试验路段采用的级配碎石材料的级配,介绍了级配碎石过渡层的施工流程,即碎石材料的拌合、运输、摊铺和碾压,对碾压过后的试验路进行了压实度的检测,结果表明各结构层的压实度均满足规范中对质量合格标准的要求。
【关键词】：级配碎石 离散元方法 非线性 回弹模量 静三轴试验 正交分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 国内外相关研究进展12-16
• 1.2.1 沥青路面基层结构的国外研究现状12-14
• 1.2.2 级配碎石过渡层防止反射裂缝的国内研究现状14-15
• 1.2.3 数值计算研究方法15-16
• 1.3 研究技术路线16-17
• 第2章 基于离散单元法的级配碎石传荷分析计算理论17-28
• 2.1 离散元方法的基本思想17-18
• 2.2 离散元方法的基本假定18-19
• 2.3 离散元方法的计算原理19-23
• 2.3.1 力和位移的关系19-21
• 2.3.2 运动方程21-22
• 2.3.3 边界条件22
• 2.3.4 时间步长的确定22-23
• 2.4 PFC中的接触本构模型23-28
• 2.4.1 接触刚度模型23-24
• 2.4.2 接触滑动模型24-25
• 2.4.3 接触连接模型25-28
• 第3章 级配碎石荷载响应的虚拟试验分析28-43
• 3.1 PFC3D三轴模型28-34
• 3.1.1 虚拟试验模型的数值集成方法29-32
• 3.1.2 模型细观参数的标定32-33
• 3.1.3 模型试验加载过程33-34
• 3.2 数值模拟计算结果分析34-39
• 3.2.1 不同应力状态对偏应力峰值的影响34-35
• 3.2.2 松散介质的非线性与非弹性性质35-36
• 3.2.3 级配对回弹模量的影响36-39
• 3.3 级配碎石非线性回弹模量模型39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 半刚性基层沥青路面倒装结构的非线性分析43-68
• 4.1 Kenlayer计算程序基本原理43-50
• 4.1.1 基本方程43-46
• 4.1.2 Kenlayer的边界和连续条件46-47
• 4.1.3 本构关系47
• 4.1.4 非线性分析方法47-48
• 4.1.5 非线性层的应力点48-50
• 4.2 级配碎石力学模型与基本参数的确定50-51
• 4.3 倒装结构敏感性分析51-66
• 4.3.1 碎石层计算点位的确定51-53
• 4.3.2 不同计算模型对结构计算的影响53-55
• 4.3.3 级配碎石层厚度变化对设计指标的影响55-56
• 4.3.4 下面层厚度变化对设计指标的影响56
• 4.3.5 倒装结构与原半刚性基层结构对比56-57
• 4.3.6 各指标影响因素敏感性综合分析57-66
• 4.4 本章小结66-68
• 第5章 倒装基层沥青路面结构施工艺68-74
• 5.1 遂广高速公路试验路工程68-69
• 5.1.1 试验路工程简介68
• 5.1.2 试验路工程设计68-69
• 5.2 级配碎石施工流程69-72
• 5.2.1 级配碎石配料流程69-70
• 5.2.2 级配碎石混合料的运输70
• 5.2.3 摊铺70-71
• 5.2.4 级配碎石的碾压71-72
• 5.3 质量检验72-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第6章 结论与展望74-76
• 6.1 结论74-75
• 6.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目80
• 参与的科研项目80

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本文编号：570876