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沥青拌合站尾尘水泥流动材料基层水泥混凝土农村公路路面结构设计
| 论文题名： | 沥青拌合站尾尘水泥流动材料基层水泥混凝土农村公路路面结构设计 |
| 关键词： | 农村公路;路面结构;有限元模拟;工业固废;经济社会效益分析 |
| 摘要： | 在优质资源日益衰竭的今天，因工业固废大量堆放、排放所引发的环境问题成为了当前研究的热门议题，若能够加大工业废弃物的循环利用，则能从根源上缓解资源衰竭的压力，改善生态环境。而道路作为资源消耗的重点产业，提高资源的利用率及二次利用率则是十分必要的，加之农村公路在建设发展过程中，长期都面临着资金短缺的一大难题，若能够合理控制路用材料成本，就可以在很大程度上降低工程造价，为农村公路的可持续性发展奠定良好的基础。 基于以上研究背景，本着因地制宜、节能减排的原则，提出采用工业固废中的一种废料—沥青拌合站尾端细颗粒回收粉尘（下文简称“沥青尾尘”）作为农村公路基层筑路材料的创新路面结构，对其适用性进行研究，提出能够同时满足路用性能、经济效益和社会效益的路面结构。 首先，对沥青尾尘进行部分参数的室内试验，获取所需的力学参数用以后续ANSYS有限元模拟分析。其次，对路面结构参数进行敏感性分析，得到不同力学响应下各参数的影响力排序及每个参数不同水平的优劣顺序，初步拟定路面结构。再次，在以上模型的基础上增设传力杆模型，进一步验证初拟的路面结构参数，并对传力杆的相关参数进行敏感性分析，得到较优的布设方式，从而确定最佳的水泥混凝土面层+沥青尾尘水泥流动材料基层的路面结构，并对该结构进行极限状态校核。另外，简单分析了温度对结构的竖向变形及最大主应力的影响。最后，将本文提出的沥青拌合站尾尘水泥流动材料基层水泥混凝土路面与常见的路面结构进行经济效益、社会效益的对比分析，主要比较两者在造价、能源消耗及大气污染上的差异。 结果表明，从路用性能角度出发，沥青拌合站尾尘水泥流动材料基层水泥混凝土路面能够满足农村地区的路用要求，其结构设计满足极限状态平衡方程式；从建设成本角度出发，该结构相较常见路面结构造价显著更低，满足经济适用的原则；从节能减排角度出发，该结构不仅能耗少，而且污染气体排放量也更少，满足资源循环利用、减少大气污染的等需求，具有良好的理论、现实意义和推广前景，也能为相似地区的农村公路路面结构选材和设计提供一定的参考。 |
| 作者： | 吴琦璇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 赵永平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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