论文摘要
本文以长沙市武广片区道路为依托工程,通过对国内外级配碎石层应用于路面结构相关技术的调查、分析和总结,采用室内试验和施工现场试验相结合、工程应用与后期跟踪检测相结合、理论分析和三维有限元数值分析相结合等技术手段,对级配碎石层应用于典型道路路面结构以及与我国传统的半刚性基层路面结构的性能差异进行了相关研究。首先,对级配碎石的级配设计方法进行了研究。借鉴国内外级配碎石应用的成功经验,根据我国规范及级配控制点的要求,设计了三种连续型级配的级配碎石。依托贝雷法设计Coarse-graded型混合料的模型,结合一定的目标级配约束条件,建立线性规划模型,设计了一种骨架密实型级配的级配碎石。其次,对级配碎石的性能进行了研究。对以上四种级配的级配碎石,提出了级配参数的概念,并对其重点进行了原材料、最大干密度、最佳含水量、空隙率、CBR值、回弹模量的性能试验,分析了级配参数与性能之间的关系。最后,利用大型有限元分析软件建立路面结构的三维模型,充分考虑了级配碎石层的弹塑性,对柔性结构、倒装结构、加厚的四合料基层结构及水泥稳定砾石基层结构这四种路面结构在单次平面均布矩形荷载作用下的力学响应进行了分析;通过变化结构层厚度和回弹模量,对四种路面结构的力学指标峰值进行了敏感性分析。对比分析了路表弯沉的现场检测值与有限元分析值之间的差异。提出了改进路面结构与材料性能的建议及对下一步研究工作的开展提出了相关建议。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 问题的提出以及意义1.2 国内外级配碎石层研究应用现状及问题1.2.1 国外研究应用现状1.2.2 国内研究应用现状1.2.3 存在的问题1.3 本文研究的主要内容和技术路线1.3.1 本文研究的主要内容1.3.2 本文研究的技术路线第二章 级配设计层级配设计方法研究2.1 概述2.2 级配设计前需要说明的问题2.2.1 级配碎石在路面结构中的层位问题2.2.2 级配碎石集料的公称最大粒径问题2.2.3 级配碎石级配设计方面的经验2.3 经验法设计级配碎石2.3.1 概述2.3.2 我国和部分国家确定的级配碎石级配可行域2.3.3 根据经验法确定的本项目级配碎石的级配2.4 计算法确定级配碎石的级配2.4.1 概述2.4.2 贝雷法的基本原理2.4.3 计算法设计Coarse-graded 骨架密实型级配碎石实例2.5 经验法和计算法情况下各级配参数的比较2.6 本章小结第三章 级配碎石材料性能研究3.1 概述3.2 级配碎石的原材料技术性能3.3 最大干密度与最佳含水量3.3.1 标准击实试验确定最大干密度和最佳含水量3.3.2 振动成型法确定最大干密度和最佳含水量3.3.3 标准击实试验与振动成型法效果对比3.4 混合料空隙率VV3.4.1 测定混合料空隙率VV 的试验原理3.4.2 本项目测定四种级配碎石空隙率的步骤（以A 级配为例）3.4.3 实测空隙率数据分析3.5 CBR 值3.5.1 本项目测定四种级配CBR 值的具体步骤与原理（以A 级配为例）3.5.2 CBR 值的影响因素分析3.6 回弹模量3.6.1 概述3.6.2 级配碎石回弹模量的确定方法3.6.3 实测级配碎石层顶面当量回弹模量分析3.7 排水性能3.7.1 排水的重要性3.7.2 级配碎石材料排水性能指标3.7.3 级配碎石层作排水基层的合理使用3.8 塑性总变形3.9 本章小结第四章 级配碎石层在典型路面结构中的有限元分析4.1 概述4.2 模型的建立4.2.1 四种路面结构模型4.2.2 模型尺寸4.2.3 荷载4.2.4 边界条件4.2.5 层间接触4.2.6 有限元单元4.2.7 各层材料模型及参数4.3 路面结构设计控制指标4.3.1 概述4.3.2 路表弯沉4.3.3 土基顶面压应变4.3.4 结构层层底弯拉应力和弯拉应变4.3.5 结构层剪应力4.3.6 结构的累积塑性变形4.4 四种路面结构控制指标的力学响应4.4.1 概述4.4.2 路表弯沉（U-U3）4.4.3 土基顶面压应变（E-E33）4.4.4 结构层剪应力4.4.5 结构层层底弯拉应力（S-511）和弯拉应变（E-E11）4.4.6 四种路面结构控制指标的峰值比较4.4.7 四种路面结构控制指标的敏感性分析4.5 有限元分析结果与试验段检测结果对比4.6 本章小结第五章 结论和建议5.1 主要结论5.2 建议参考文献致谢附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文以及参与的科研项目文献综述参考文献详细摘要
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