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城市道路水泥混凝土路面沥青加铺层设计技术研究
| 论文题名： | 城市道路水泥混凝土路面沥青加铺层设计技术研究 |
| 关键词： | 道路工程;沥青加铺层;有限元分析;反射裂缝;水泥混凝土路面;疲劳损伤;综合评价 |
| 摘要： | 随着城市建设的不断发展，既有水泥混凝土路面已不能满足城市交通和城市面貌的需求，我国目前已经是世界上拥有水泥混凝土路面最多的国家，且路面结构病害较为严重，因此存在较多的路面改造工程。水泥混凝土路面的缺点也十分明显，如结构脆性和体积温变敏感性等，若拆除后重建沥青路面，会造成较大的经济浪费和环境污染。本文着眼于城市既有水泥混凝土路面改造，研究水泥混凝土路面沥青加铺技术，并应用于实际工程。 首先，对既有水泥混凝土路面进行调查评价，并进行分类分级，提出既有水混凝土路面病害为表观破坏和结构病害两个大类，分析了水泥混凝土路面裂缝病害的形成和发育机制，得出疲劳损伤和水损坏是路面裂缝形成的主要因素，以路面平整度、抗滑性能、路面破碎状态、路面接缝荷载传递、弯沉、板底脱空、面层厚度标准值、面层弯拉强度和基层项面当量回弹模量九个评价指标为基础，建立了水泥混凝土路面综合评价模型。 其次，从温度效应和荷载效应两方面分析了沥青加铺面层反射裂缝的形成机理和发育机理，提出了拉伸开裂型裂缝、平滑剪切型裂缝、撕裂剪切型裂缝三种反射裂缝主要表现形式，并采用有限元方法分析了橡胶沥青应力吸收层、玻纤格栅、土工布和不设夹层路面结构形式的各向应力，结果表明:采用直接加铺沥青混凝土的结构其加铺层底应力最大，而设置SAMI应力吸收层后，加铺层接缝处的平面最大应力σx、σy、σz和等效应力σMises分别减小了58％、53％、60％。通过拉拔试验分析乳化沥青、SBR改性乳化沥青和凝胶型粘结材料的粘结强度，结果表明凝胶型防水粘结材料粘结强度为0.82，远高于乳化沥青、SBR改性乳化沥青。 最后，基于有限元分析理论，研究了“沥青加铺层+橡胶沥青应力吸收层+凝胶型防水粘结剂+旧水泥混凝路面+地基”的结构形式，并分析了沥青加铺层厚度和应力吸收层厚度对荷载应力的响应情况，并在综合既有沥青加铺设计方法的基础上，分别采用COE差额补足法、AASHTO经验法计算得出针对开县片区水泥混凝土路面加铺结构为厚度为6cm，提出了5cm橡胶沥青面层+1cm橡胶沥青应力吸收层路面设计结构模型;通过三大材料强度理论分析，提出了路面力学模型和参数，并采用有限元分析方法分析了交通荷载对存在接缝的水泥混凝土面板上沥青加铺层的影响，得出该路面加铺结构能够满足交通荷载要求，且在既有水泥混凝土路面最薄弱位置的应力影响半径约为2m。 |
| 作者： | 魏琳 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 屠书荣;陈德玖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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