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一种复杂工况下的新旧路面拼接方案及数值模拟研究
| 论文题名： | 一种复杂工况下的新旧路面拼接方案及数值模拟研究 |
| 关键词： | 道路改扩建工程;旧路面拼接;有限元分析;力学响应 |
| 摘要： | 本文以某工业园松枫路改扩建工程为依托，研究城市道路改扩建工程中的新旧路面拼接技术。在进行新拓宽路面基层土质换填过程中，根据调查分析，得知原松枫路部分路段地下管道管线布置复杂，鉴于其改迁难度大、成本费用高等特点，故为了保留先前的管道管线，使新建路面基层向下少挖掘了一定厚度的土层，此种处理方式导致整个新建路面结构上升了一定高度。如此一来，新旧路面面层和基层拼接处发生上下错位现象，错位高差达到18cm，因此对其改扩建的处理方式与常规拼接方案也略有不同。基于此种复杂工况下，用有限元数值分析的方法模拟此种拼接方案，研究和论证此种新旧路面拼接方案的适用性和可行性。 通过调查国内外道路改扩建研究现状，指出了国内改扩建工程的不足之处。并结合实际工程，查阅相关资料，对松枫路改扩建工程所在地区的沿线地质情况进行调查和评价，并对旧路现状与病害进行大量实地调研，为正确选择可利用的旧路改造措施提供有力的数据支持，最后总结得出合理、新型、实用的路面拼接方式。 结合松枫路大为建材路段改扩建工程设计方案，利用 ABAQUS有限元分析软件，根据新旧路面拼接缝上部的新建混凝土面层底部是否埋设钢筋网，建立两种不同的有限元模型，对新旧路面拼接缝处加筋工况进行力学分析，在标准行车荷载作用下，对比两种模型的路面相关结构层的力学响应情况。研究结果表明：拼接缝上部新建面层底部埋设钢筋网与素混凝土拼接相比，层间最大纵向拉应力和面层底部竖向沉降位移以及拼接缝处剪应力均显著减小，拼接缝处埋设钢筋网可有效减少接缝处应力集中，从而保证纵缝间荷载的传递，且在一定程度上可以防止纵缝开裂。 通过对影响拼接路面结构的力学响应情况进行多因素敏感性分析，调整路面结构模型的相关尺寸，如新建混凝土面层的搭接长度、埋设钢筋网的密度间距、钢筋的长度和直径四个参数，找出对拼接路面结构受力敏感程度最大的因素。研究结果表明，钢筋网的疏密间距和混凝土面层的搭接尺寸这两个因素对路面结构受力程度影响最大，在今后类似的道路改扩建工程新旧路面拼接技术中，应该重点考虑它们两个因素，这样可以得出更合理、有效的路面拼接方案。 最后，通过对依托工程通车运行后应用效果的调查和评价，验证本文拼接方案的合理性和适用性，从而可以为今后类似改扩建工程的设计及施工提供技术支撑和参考。 |
| 作者： | 伍明理 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南华大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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