抚顺地区水泥稳定冷再生基层材料疲劳性能研究

发布时间：2017-09-01 04:35

  本文关键词：抚顺地区水泥稳定冷再生基层材料疲劳性能研究

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【摘要】：随着我国公路事业的快速发展,公路维修养护产生的废旧沥青路面材料也随之增长,越来越多的矿山被开采,废弃的大量材料占用土地。抚顺地区根据本地区实际情况将废旧沥青路面材料运用到路面基层结构中,但其疲劳性能好坏直接影响到路面现场的使用效果。本文通过室内疲劳试验和软件模拟对冷再生基层材料疲劳性能进行研究,以期为其在抚顺地区的应用提供技术支持。通过I型(未掺加碎石)、II型(掺加25%碎石)、III型(掺加50%碎石)和IV型(水泥砂砾)基层材料室内原材料试验和配合比设计,最终确定了四种基层材料的水泥剂量均为5.0%,四种类型的基层材料最佳含水率分别为6.4%、6.2%、5.9%、6.1%。本文采用MTS810疲劳试验机进行了四种基层材料的疲劳试验,采用威布尔概率和可靠度理论对试验数据进行处理分析,构建了四种基层材料的S-N双对数疲劳方程;通过疲劳试验数据分析疲劳性能:IV型III型II型I型,同时得到随着碎石掺量的增加,冷再生基层材料的疲劳性能得到提高。根据疲劳性能差别分析由于废旧沥青路面材料破碎不完全、水泥水化放热加速其在力作用下的破碎以及旧料物理性能不如新料好而导致其疲劳性能较差。通过ABAQUS三维模拟软件和NSOFT疲劳分析软件得到的模拟分析结果与室内疲劳试验机得到的试验结果相吻合,同时由NSOFT软件得到的疲劳次数和疲劳损伤乘积得1,适合Miner理论,各种基层材料在节点5144疲劳损伤最大,疲劳作用次数最小。通过本文的室内试验研究和计算机软件模拟研究得到,冷再生基层材料疲劳性能低于水泥砂砾基层材料的疲劳性能,为了使冷再生基层材料的疲劳性能得到保证,应该根据工程实际情况添加适量的新集料。
【关键词】：冷再生基层 配合比设计 疲劳寿命 疲劳方程 数值模拟
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势11-16
• 1.2.1 关于路面疲劳理论的研究11-12
• 1.2.2 关于半刚性基层材料疲劳预估模型的研究12-15
• 1.2.3 关于冷再生基层材料疲劳预估模型的研究15
• 1.2.4 存在的问题15-16
• 1.3 研究目的和意义16
• 1.4 研究内容及技术路线16-18
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 技术路线16-18
• 第2章 疲劳分析理论和疲劳性能曲线18-26
• 2.1 疲劳分析理论18-23
• 2.1.1 疲劳累积损伤理论18-20
• 2.1.2 断裂力学理论20-21
• 2.1.3 威布尔分布理论21-23
• 2.2 疲劳性能曲线23-25
• 2.2.1 应力寿命曲线23-25
• 2.2.2 应变寿命曲线25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 冷再生基层材料配合比设计和疲劳试验26-38
• 3.1 冷再生基层材料配合比设计26-30
• 3.1.1 原材料26-28
• 3.1.2 配合比设计28
• 3.1.3 击实试验28-30
• 3.2 疲劳试验30-37
• 3.2.1 疲劳试验方案30
• 3.2.2 疲劳试验方法的确定30-31
• 3.2.3 疲劳试件制作31-32
• 3.2.4 试件养护32
• 3.2.5 加载模式32-33
• 3.2.6 加载波形和频率33
• 3.2.7 应力比的选择33-34
• 3.2.8 静载弯拉强度试验34-36
• 3.2.9 疲劳试验36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 冷再生基层材料疲劳方程建立和疲劳性能分析38-51
• 4.1 疲劳方程的建立38-47
• 4.1.1 Ⅰ型（未掺加碎石）基层材料疲劳寿命方程39-41
• 4.1.2 Ⅱ型（掺加 25%碎石）基层材料疲劳寿命方程41-43
• 4.1.3 Ⅲ型（掺加 50%碎石）基层材料疲劳寿命方程43-45
• 4.1.4 Ⅳ型（水稳砂砾）基层材料疲劳寿命方程45-47
• 4.2 冷再生基层材料的疲劳性能分析47-48
• 4.3 冷再生基层材料疲劳损伤机理研究48-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第5章 冷再生基层疲劳模拟分析51-64
• 5.1 冷再生基层拉应力模拟分析51-56
• 5.1.1 ABAQUS软件简介51
• 5.1.2 冷再生基层结构模型的建立51-55
• 5.1.3 冷再生基层模型运算结果的分析55-56
• 5.2 冷再生基层疲劳性能模拟分析56-62
• 5.2.1 疲劳软件NSOFT介绍56-57
• 5.2.2 NSOFT软件疲劳分析理论57-58
• 5.2.3 冷再生基层疲劳分析58-62
• 5.3 本章小结62-64
• 第6章 结论和展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 作者简介70
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张海;阎石;李炜光;;水泥冷再生材料疲劳性能研究[J];筑路机械与施工机械化;2013年04期

2 周浩;沙爱民;胡力群;;半刚性基层材料疲劳试验[J];长安大学学报(自然科学版);2012年03期

3 周永仓;;基于疲劳方程的水泥乳化沥青稳定碎石基层试验研究[J];交通标准化;2010年21期

4 李立寒;袁坤;王太鑫;;泡沫沥青稳定碎石混合料疲劳特性的试验研究[J];建筑材料学报;2010年05期

5 才华;方冉;林森;;冷再生基层混合料疲劳试验研究[J];公路交通科技(应用技术版);2010年08期

6 王艳;倪富健;李再新;;水泥稳定碎石混合料疲劳性能[J];交通运输工程学报;2009年04期

7 高爽;朱洪洲;唐伯明;;沥青混合料疲劳性能影响因素研究综述[J];石油沥青;2008年02期

8 王伟俊;;沥青混合料的疲劳性能研究[J];甘肃科技;2007年09期

9 潘学政;拾方治;;泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能的探讨[J];公路交通科技;2007年08期

10 孙荣山;汪水银;;级配变化对水泥稳定碎石材料疲劳性能影响的研究[J];公路交通科技;2007年06期

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本文编号：769944