高速公路路基的动力特性及施工工艺研究

论文摘要

路基路面结构在运营中主要承受交通车辆的作用,它的实际工作状态与现行的静态力学计算体系有较大的差距。而针对红粘土高液限、高塑指、难失水的特点,用其填筑路基能否满足要求,是值得关注的课题之一。因此,本文从对红粘土的室内改良试验和有限元分析入手,研究了动态荷载作用下红粘土填筑公路路基的动力特性,主要内容如下：1对红粘土的物理力学特性以及改良前后的力学强度试验进行分析,得到一些有益结论,并确定了最佳掺灰比,获取一些计算参数。最后建议施工时掺入6%生石灰,控制好路基压实度,并注意对其进行养护,确保其强度、稳性能够得到有效地增长。2结合大型有限元分析软件ANSYS,建立了沥青路面结构动力有限元三维空间分析模型；将交通荷载模拟为移动的恒定荷载,考虑在平整路面和不平整路面(假定路面为—已知的波形面)情况下,计算在不同工况组合(五种轮载、五种车速)下路面结构的动态应力、应变以及位移等动态响应。找出它们之间的关系并通过分析比较得出一些结论。3对红粘土改良土施工工艺进行了研究。对红粘土路堤施工流程和压实度影响因素进行分析,并通过一系列现场试验,对碾压工艺,包括碾压含水量的控制、压实机具的选择,松铺厚度等进行了分析研究,确定最终的施工工艺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 红粘土性质
• 1.2.2 石灰改良土的现状
• 1.2.3 动力研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 红粘土室内改良试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 试验工点概况
• 2.2.1 地理概况
• 2.2.2 路基设计
• 2.3 石灰改良原理
• 2.4 红粘土基本特性
• 2.4.1 物质组成及结构特征
• 2.4.2 物理性质
• 2.4.3 力学性质
• 2.4.4 膨胀性及复浸水特性
• 2.5 红粘土改良前后试验研究
• 2.5.1 击实试验及改良后击实试件的物理特性分析
• 2.5.2 界限含水量试验
• 2.5.3 无侧限抗压强度试验
• 2.5.4 承载比（CBR）试验
• 2.5.5 三轴试验
• 2.6 本章小结
• 第三章 红粘土改良土施工工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 红粘土路堤施工工艺研究
• 3.2.1 施工流程
• 3.2.2 施工现场压实度影响因素分析及其控制方法
• 3.2.3 碾压工艺研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 沥青路面结构动力有限元分析
• 4.1 引言
• 4.2 ANSYS软件概述
• 4.3 有限元模型的建立
• 4.3.1 本构模型
• 4.3.2 交通荷载的模拟
• 4.3.3 不平整路面荷载简化
• 4.3.4 计算参数
• 4.3.5 模型的建立
• 4.4 移动荷载作用平整路面的动力响应
• 4.4.1 时程曲线分析
• 4.4.2 车速的影响
• 4.4.3 轮载的影响
• 4.5 移动荷载作用下不平整路面的动力响应
• 4.5.1 时程曲线分析
• 4.5.2 车速的影响
• 4.5.3 轮载的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文主要研究结论
• 5.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文和科研工作情况