广西旧混凝土路面加铺层结构研究

论文题目: 广西旧混凝土路面加铺层结构研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 道路与铁道工程

作者: 李春雷

导师: 黄晓明

关键词: 脱空度,应力吸收复合夹层,级配碎石,罩面,钢筋,无损检测,设计方法,非线性,灌浆

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来,随着行车荷载的增加,早期修建的水泥混凝土路面板底脱空严重,引起水泥混凝土板断裂或错台,许多水泥混凝土路面面临大修、改造。本文调研了国内外对水泥混凝土路面加铺层的研究成果,对脱空水泥混凝土路面加铺层进行研究。首先,调研各种结构的加铺层使用状况及特点,结合广西实际,提出水泥混凝土路面加铺水泥混凝土板补强以及级配碎石加铺层方案。通过对广西全桂路改造工程中多处水泥混凝土路面板下脱空状况的研究,获得脱空形态的分布规律,提出“脱空度”这一概念,用三维有限元方法定量分析脱空水泥混凝土板体受力状况和缩缝钢筋传力杆对于提高脱空水泥混凝土路面寿命的影响。其次,结合FWD等无损检测技术对路面参数的获取,探讨基于脱空度评价旧水泥混凝土路面复合式加铺层的设计方法,建立一套道面无损检测评价和加铺层设计系统。级配碎石材料具有明显的应力非线性特性,结合FWD模量检测数据,采用三维非线性有限元程序分析级配碎石加铺层的应力、应变情况。介绍了应力吸收复合夹层(ISAC)防止反射裂缝这一理论,利用断裂力学-有限元方法分析其力学作用机理。最后,通过试验路验证脱空水泥混凝土路面加铺的结构设计方法,对旧板灌浆,复合夹层施工工艺和施工控制进行了研究。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 我国旧水泥混凝土路面结构的问题及现状

1.2 国内外旧水泥混凝土路面加铺层的研究现状

1.2.1 旧水泥混凝土路面加铺水泥混凝土罩面（以下简称“白＋白”方案）

1.2.2 旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土罩面（以下简称“白＋黑”方案）

1.2.3 旧水泥混凝土补强后加铺沥青混凝土罩面

1.2.4 碎石化后加铺面层

1.2.5 加铺方案比较

1.3 旧水泥混凝土路面使用状况的评价

1.3.1 基于FWD 检测确定旧水泥混凝土板底脱空度研究

1.4 广西水泥混凝土路面使用状况调研

1.4.1 广西水泥混凝土路面发展概况

1.4.2 广西水泥混凝土路面现状

1.4.3 广西旧水泥混凝土路面改造思路和方案

1.5 本文主要研究内容

第2章 基于脱空度评价旧水泥砼路面分离式加铺层设计

2.1 脱空水泥混凝土路面使用寿命分析

2.1.1 水泥混凝土板下脱空区平面分布特征研究

2.1.2 脱空水泥混凝土板体有限元力学分析

2.1.3 脱空水泥混凝土板疲劳寿命分析

2.2 钢筋传力杆对脱空水泥混凝土路面使用寿命影响分析

2.2.1 钢筋单元分析模型的确定

2.2.2 钢筋传力杆对脱空水泥混凝土路面疲劳寿命的影响

2.3 分离式水泥混凝土加铺层计算模型的确定

2.3.1 设计控制指标的确定

2.3.2 设计模型的确定

2.3.3 设计参数的选择以及参数的确定

2.4 旧水泥混凝土路面分离式加铺层设计

2.4.1 混凝土路面可靠度设计简介

2.4.2 旧水泥混凝土路面复合式加铺层设计流程

2.4.3 脱空水泥混凝土分离式加铺层计算荷载应力分析

2.5 本章小结

第3章 设ISAC 复合夹层沥青加铺层断裂力学分析

3.1 断裂力学基本概念

3.1.1 裂纹扩展的三种基本形式

3.1.2 裂纹尖端的应力场

3.1.3 应力强度因子及J 积分判断准则

3.1.4 断裂韧度与断裂准则

3.2 反射裂缝的产生和发展机理

3.2.1 反射裂缝的产生

3.2.2 反射裂缝的扩展

3.3 ISAC 复合夹层的应用研究

3.4 ISAC 夹层防反射裂缝断裂力学有限元分析

3.4.1 单一夹层有限元力学分析

3.4.2 交通荷载作用下抵抗反射裂缝分析

3.4.3 温度荷载作用下抵抗反射裂缝分析

3.4.4 ISAC 复合夹层断裂力学分析

3.5 本章小结

第4章 级配碎石加铺层有限元力学分析

4.1 级配碎石材料应力依赖模型的研究

4.2 级配碎石材料特性三轴试验研究

4.3 旧水泥路面级配碎石加铺层非线性有限元力学分析

4.4 级配碎石加铺层结构设计研究

4.5 本章小结

第5章 试验路工程实例

5.1 试验路工程概况及维修方案

5.2 试验段设计

5.2.1 试验段破损状况调查与评价

5.2.2 试验段结构组合设计

5.3 试验段施工控制

5.3.1 脱空水泥混凝土板处治

5.3.2 压浆工艺的探讨

5.3.3 试验路ISAC 复合夹层及钢筋传力杆施工工艺

5.4 试验路方案经济分析

5.5 试验路FWD 评价

5.6 本章结论

第6章 主要结论及进一步研究的建议

6.1 论文主要结论

6.2 进一步研究的建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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• [6].破损水泥混凝土路面重载车辆的动荷载分析[D]. 王建文.重庆交通大学2018
• [7].水泥混凝土路面快速修补材料性能研究[D]. 王戈.重庆交通大学2018
• [8].水泥混凝土路面上重载车辆的动荷载分析[D]. 周华.重庆交通大学2018
• [9].基于水泥混凝土路面抗滑薄层的应用研究[D]. 邵文韬.重庆交通大学2018
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