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橡胶颗粒沥青混合料桥面铺装破冰技术研究
| 论文题名： | 橡胶颗粒沥青混合料桥面铺装破冰技术研究 |
| 关键词： | 橡胶颗粒沥青混合料;桥面铺装破冰技术;应力应变分布;脆性破坏理论 |
| 摘要： | 我国大部分道路属于冰雪地区,冬季桥梁温度通常低于与其相衔接的路面温度而使得桥面先于路面产生薄冰层,由于路桥过渡处表面附着力骤降,当高速行驶的车辆从无冰层的路面到薄冰层的桥面时制动性降低而失控造成事故,因此对冰雪地区桥面寻求科学有效的破冰技术,使得冰冻季节桥面与路面结冰时机保持一致,对于提高道路行车安全具有重要的社会和现实意义。 对此,本文针对桥面冬季结冰早于路面而危害行车安全,以实现桥面冰层破碎为主要目的,通过在桥面铺装混合料中掺加一定数量的橡胶颗粒而提高其弹性,在行车荷载作用下增大冰层变形而实现冰层破碎。主要对以下几个方面内容进行研究:(1)根据脆性破坏理论分析了冰的各种强度特征值,通过三维有限元方法计算了行车荷载作用下冰层底部应力应变分布,以此确定冰层破坏形式,并采用能量法理论对冰层破坏形式进行校核;(2)针对影响冰层破碎程度的各个影响因素,通过定义冰层破坏程度量化指标计算分析了不同桥面铺装层模量、铺装层厚度及冰层厚度对破冰效果的影响,据此提出了适宜破冰的铺装层最佳模量及厚度,并确定了桥面铺装层的理论破冰能力;(3)根据路表构造深度要求,在冰层底部植入一定长度的初始微裂纹,计算微裂纹在行车荷载作用下的开裂特征,提出基于断裂力学的冰层破坏程度修正系数;(4)根据已确定的冰层破碎程度影响因素,通过橡胶颗粒沥青混合料配合比设计后进行系统室内路用性能试验,并对比分析了不同橡胶颗粒掺量、铺装层厚度、冰层厚度对破冰效果影响,通过回归分析回弹模量与橡胶颗粒掺量关系,对冰层破坏机理进行了室内试验验证;(5)根据已有的室内破冰效果试验得到的最佳铺装层模量和厚度,进行橡胶颗粒沥青混合料试验段桥面铺装层方案实施,确定了各阶段施工工艺要求并对铺装层各项使用性能检测评价,制定了相应的冬季破冰观测计划,建立力学计算、室内试验、现场验证一体化的桥面铺装层破冰评价体系。 |
| 作者： | 曹高尚 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 王选仓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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