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原文传递设CA砂浆功能层的水泥混凝土路面结构分析

论文题名：	设CA砂浆功能层的水泥混凝土路面结构分析
关键词：	混凝土路面;CA砂浆;路面结构;道路设计
摘要：	我国水泥混凝土路面在早期使用中经常出现断板、错台、脱空等结构性破坏，严重地影响了水泥混凝土路面的使用性能，大大地缩短了水泥混凝土路面的使用寿命。分析原因、总结国内外研究现状后，本文提出了在水泥混凝土路面面层和基层间设置水泥乳化沥青砂浆（简称CA砂浆）功能层的措施。目的是借助CA砂浆功能层的材料特性，改善面层和基层的不良受力状况，防止层间过渡层的产生及破坏，保护基层免受冲刷，从而延缓水泥混凝土路面结构早期破坏。本文从力学角度出发，分析这种新型水泥混凝土路面结构的力学特性，具有重要的理论意义和实用价值。本文在借助实验方法得到CA砂浆功能层真实材料参数的基础上，建立了路面结构的三维有限元模型，进而研究设CA砂浆功能层水泥混凝土路面结构的力学特性。　　本研究主要内容包括：⑴对国内外水泥混凝土路面层间接触状态的研究现状进行了总结和分析。研究表明，在水泥混凝土面层和基层间设置功能层是改善层间接触状态一种行之有效的方法，进而总结了目前常用的几种功能层材料，分析其优缺点，在此基础上提出了在水泥混凝土路面基、面层间设置CA砂浆功能层的措施。⑵在前人研究的基础上初步拟定了3种CA砂浆材料的配合比，按照配合比配置混合料，测定材料的物理力学性能指标，筛选出其中一种性能较优的配合比;将CA砂浆材料粘弹性本构关系模型选定为Burgers模型，通过做蠕变试验拟合得到Burgers模型的四个参数，并借助拉普拉斯变换将其转化为ABAQUS中prony级数下的粘弹性材料参数，并通过有限元方法验证了CA砂浆粘弹性模型的正确性。⑶建立静荷载作用下的水泥混凝土路面结构模型，对比分析设CA砂浆功能层后路面结构竖向位移及荷载应力的变化情况，分析CA砂浆功能层的作用;对设CA砂浆功能层的水泥混凝土路面结构力学性能进行参数影响分析，并针对分析结果对路面结构层主要参数提出合理性建议，特别针对不同基层类型给出了合理的功能层厚度。⑷建立移动荷载作用下的水泥混凝土路面结构模型，针对半刚性基层、刚性基层水泥混凝土路面结构，分别分析了设CA砂浆功能层前后路面结构最大弯沉值随荷载的移动波动情况，面层和基层最大压应力、层底最大拉应力及水平方向最大拉应力随荷载的移动波动情况，分析波动规律，并提取峰值应力进行比较，分析CA砂浆功能层的作用。结果表明:设置CA砂浆功能层的水泥混凝土路面结构，竖向位移降低，面层、基层压应力、层底最大拉应力以及水平方向的拉应力均有不同程度的降低。通过对比分析，论证CA砂浆功能层可以改善水泥混凝土路面受力性能。研究成果具有较好的工程应用价值，可为CA砂浆功能层在水泥混凝土路面结构中的推广应用提供参考。
作者：	赵艳玲
专业：	交通运输工程Ⅰ
导师：	吴国雄
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文