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基于MHB碎石化技术的沥青加铺层力学特性分析
| 论文题名： | 基于MHB碎石化技术的沥青加铺层力学特性分析 |
| 关键词： | 碎石化技术;沥青加铺层;旧水泥混凝土路面改造;加铺沥青混凝土层;施工质量控制;应力分析;路面性能评价;石化设备;防止反射裂缝;重锤;质量控制参数;决定性指标;位移;施工工艺流程;强度形成机理;旧路面;旧混凝土路面;层厚度;有限元分析;结构性损坏 |
| 摘要： | 水泥混凝土路面在我国公路建设中应用广泛。随着我国经济的高速发展，车流量和轴载持续增加，大量水泥混凝土路面不同程度出现如裂缝、断板、错台等结构性损坏，极大影响了使用性能，翻新改建在所难免。 碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，在美国已有三十多年的发展历史。MHB(Multiple-Head Breaker)是我国从2002年开始引进的一种碎石化设备；国内如山东、浙江等省较早地应用此设备进行旧水泥混凝土路面改造。实践表明，应用该技术来消除沥青加铺层反射裂缝是行之有效的。该项技术在国内尚处于初步研究阶段，在工艺特点、工作机理及施工质量控制等方面仍存在许多问题；因此本文拟通过理论研究和有限元分析相结合的方法，就MHB碎石化的相关决策、强度形成机理、施工质量控制和加铺面层结构设计方法等方面展开进一步的研究。 首先是旧混凝土路面的性能评价以及MHB碎石化技术的应用决策。在分析国内外MHB施工实践及理论成果的基础上，得出旧路面性能评价的指标包括PCI、DBL及土基CBR值，其中土基的CBR值为决定性指标。对MHB碎石化技术进行了经济性对比分析，指出经济临界点是选择改造方案的主要参考指标。 然后运用瞬态动力分析法对MHB碎石化过程进行了模拟及应力分析，得出了相关的质量控制参数。应力分析表明碎石化设备重锤间隙、重锤中心、重锤边缘在竖向的应力分布规律是不同的。MHB冲击后行车方向基本无位移，路面横向有较小位移，路面竖向有最大的位移。 接下来对碎石化后砼路面沥青加铺层的力学特性进行分析。对水泥混凝土旧路面直接加铺沥青混凝土层和碎石化后加铺沥青混凝土层进行了对比，发现碎石化后的加铺层受力效果大大改善。另外改变碎石化下层的模量，发现沥青层底主应力受此影响并不大。通过改变上下层厚度的比例，发现上下层厚度的比例应控制在1：1到1.4:1之间，可以保证层底的应力水平不致过高，又可起到防止反射裂缝的作用。 最后制定了MHB碎石化施工工艺流程，并推荐了沥青加铺层的结构。 |
| 作者： | 刘小永 |
| 专业： | 公路桥梁与渡河工程 |
| 导师： | 王小敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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