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水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂研究
| 论文题名： | 水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂研究 |
| 关键词： | 沥青路面;拱起开裂;有限元模型 |
| 摘要： | 水泥稳定碎石基层干缩和温缩引起的沥青路面反射裂缝，得到了普遍认可和广泛研究，也得到了有效防治。然而近年来，在沙漠戈壁以及一些炎热地区，却出现了因水泥稳定碎石基层高温拱胀引起的沥青路面拱起开裂病害，严重影响了道路的路用性能和交通安全。 本文针对内蒙古额济纳地区水泥稳定碎石基层沥青路面出现拱起开裂的现象，从以下几个方面对水泥稳定碎石基层沥青路面的拱起开裂进行了研究：第一，调查内蒙古额济纳地区的水文、地质、气象资料，监测路面结构层的温度分布，对沙漠戈壁地区水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂进行分析；第二，测定不同级配、水泥剂量、养生龄期、硫酸盐含量的水泥稳定碎石混合料膨胀系数，对水泥稳定碎石混合料的膨胀性进行分析；第三，根据道路拱起开裂情况和路面结构层温度分布，建立ANSYS有限元模型，从理论上对水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂进行深入的分析，并分析了胀缝间距、水泥稳定碎石混合料膨胀系数和抗压回弹模量对沥青路面拱起开裂的影响；第四，在试验与理论分析的基础上，提出了水泥稳定碎石基层沥青路面拱起开裂的防治措施；最后，依托“策达一级路”和“京新高速临白段”，研究了基层设置胀缝对路面拱起开裂的防治效果。 调查、试验和理论分析表明，水泥稳定碎石基层在高温条件下的拱胀是沙漠戈壁地区沥青路面出现拱起开裂的主要原因。实验结果表明，水泥剂量越大，水泥稳定碎石混合料的膨胀系数越大；规范推荐的几种水泥稳定碎石基层级配中，C-B-3型的膨胀系数最小，C-B-2型的膨胀系数最大，C-B-1型介于两者之间，骨架空隙型结构OGFC的膨胀系数略小于C-B-1；混合料中粗集料的含量越大，膨胀系数越小。根据ANSYS有限元分析、轴向抗压强度试验以及工程经验可知，当水泥稳定碎石基层因高温拱胀产生的竖向拱起高度大于10cm或者横向应力大于轴向抗压强度时，沥青路面就可能会产生拱起开裂，因此建议基层每100~200m设置一条胀缝，水泥稳定碎石混合料的膨胀系数应控制在1.5×10-5以下，抗压回弹模量应小于2000MPa。 |
| 作者： | 王军伟 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 姚爱玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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