本文選題：沖擊碾壓　切入點(diǎn)：粉土路基　出處：《山東大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：路基是道路的重要組成要素之一,承受由路面?zhèn)鬟f下來的荷載,路基的均勻與穩(wěn)定直接影響道路的使用性能,有效的壓實(shí)能明顯提高路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。目前,路基壓實(shí)常采用振動(dòng)壓實(shí)或靜力壓實(shí),該種壓實(shí)方法具有壓實(shí)度較均勻、壓實(shí)質(zhì)量易控制的優(yōu)點(diǎn),但其壓實(shí)能量較小,允許的鋪層厚度較薄,且施工效率慢,對(duì)建設(shè)工期短的工程不適用。對(duì)于黃泛區(qū)土質(zhì)而言,其組成以粉土、粉質(zhì)粘土為主,孔隙比大,含水率高,壓縮性大,如何快速有效地進(jìn)行壓實(shí)是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。與傳統(tǒng)壓實(shí)機(jī)械相比,沖擊式壓路機(jī)由于其壓實(shí)能量大、施工速度快、壓實(shí)效率高、費(fèi)用低、允許的含水率范圍較大,同時(shí)對(duì)壓實(shí)層以下的土體仍有補(bǔ)強(qiáng)作用,故而越來越多地應(yīng)用在道路工程中。由于沖擊碾壓技術(shù)起步較晚,尤其在黃泛區(qū)路基施工中的應(yīng)用較少,施工工藝參數(shù)、動(dòng)應(yīng)力傳播規(guī)律與加固機(jī)理等尚不明確,嚴(yán)重影響了該技術(shù)的深入研究與發(fā)展。依托正在施工的濟(jì)南-東營(yíng)高速公路,通過室內(nèi)土工試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等手段,對(duì)黃泛區(qū)路基填料的土質(zhì)特性、粉土路基沖擊壓實(shí)的效果、動(dòng)應(yīng)力分布規(guī)律及其作用機(jī)理進(jìn)行了分析,推薦了適用于黃泛區(qū)路基分層沖擊壓實(shí)的工藝參數(shù),主要研究結(jié)論如下：(1)通過對(duì)比分析4種不同松鋪厚度粉土路基的沖擊壓實(shí)效果,得出粉土沖擊壓實(shí)使用用于路堤區(qū),而不適用于路床區(qū),且適用的含水率范圍可適當(dāng)放寬。針對(duì)不同的松鋪厚度,可取最后5遍碾壓后壓實(shí)度增量小于1%所對(duì)應(yīng)的碾壓遍數(shù)作為有效壓實(shí)遍數(shù)。(2)根據(jù)經(jīng)濟(jì)有效原則,推薦黃泛區(qū)粉土路基沖擊壓實(shí)工藝參數(shù)：對(duì)于YCT-25型沖擊壓路機(jī),最佳松鋪厚度為0.8m,允許的含水率范圍可擴(kuò)大至ωop-5%≤ω≤ωop+4%,最佳碾壓速度為10-12km/h,最適宜碾壓遍數(shù)為20遍。(3)沖擊荷載具有瞬時(shí)性,連續(xù)兩次沖擊作用產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力無明顯疊加現(xiàn)象,動(dòng)應(yīng)力峰值沿深度方向具有滯后性；松鋪路基沖擊壓實(shí)過程中路基內(nèi)部某一深度位置處的動(dòng)應(yīng)力峰值隨沖碾遍數(shù)的增加呈先增大后減小的規(guī)律；沖擊點(diǎn)兩側(cè)各深度位置處的動(dòng)應(yīng)力沿縱向近似呈對(duì)稱性,沖擊點(diǎn)前的動(dòng)應(yīng)力大于沖擊點(diǎn)后的動(dòng)應(yīng)力；土體內(nèi)部豎向動(dòng)應(yīng)力、側(cè)向動(dòng)應(yīng)力和豎向位移沿深度方向呈現(xiàn)類似的變化規(guī)律,且均出現(xiàn)明顯拐點(diǎn),同一變量的拐點(diǎn)基本一致,并據(jù)此提出了土體沖擊壓實(shí)內(nèi)部動(dòng)應(yīng)力分布的簡(jiǎn)化模型；對(duì)于YCT-25型沖擊壓路機(jī),理論影響深度約為3.7m,徑向有效影響范圍約為lm。(4)粉土的沖擊壓實(shí)過程在宏觀上大致可分為4個(gè)階段,即松散土體階段(吸收能量)→土體密實(shí)階段(傳遞能量)→板塊形成階段(擴(kuò)散能量)→板塊下移階段(松動(dòng)區(qū)增厚)；在微觀上可大致分為三個(gè)階段,即動(dòng)載輸入、振動(dòng)傳播和介質(zhì)運(yùn)動(dòng)。該研究成果的取得,可為路基沖擊碾壓相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立提供實(shí)際工程資料,為黃泛區(qū)粉性土路基沖擊碾壓施工工藝參數(shù)的選取提供依據(jù),有助于沖擊碾壓技術(shù)的理論研究與發(fā)展,具有顯著的工程意義和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,前景十分廣闊。
[Abstract]:Subgrade is an important element of the road, the load passed down from the pavement, subgrade uniformity and stability of a direct impact on the use of the road performance, effective compaction can improve the strength and stability of subgrade. The subgrade compaction often uses static compaction or vibration compaction, the compaction method has advantages of compactness is uniform. Easy to control the quality of compaction, but the compaction energy is smaller, allowing the layer thickness is thin, and the construction efficiency is slow, not suitable for short period of construction project. For soil Huangfanqu, which composed of silt, silty clay, large void ratio, high water content, large compressibility. How to effectively compaction is a key and difficult problem. Compared with the traditional mechanical compaction, impact roller compaction due to its high energy, fast construction speed, low cost, high efficiency of compaction, the moisture content of a large range of allowed, At the same time there are still a reinforcing effect on soil compaction layer below, it is more and more used in road engineering. Due to the impact compaction technology started late, especially seldom used in subgrade construction in flood area, construction parameters, dynamic stress propagation and reinforcement mechanism is not clear, serious impact on the further study with the development of technology. Based on the ongoing construction of the Ji'nan Dongying expressway, through laboratory soil test, field test, numerical simulation, the characteristics of the soil subgrade filling of the flood area, silt subgrade impact compaction effect, dynamic stress distribution and its mechanism are analyzed, the recommended process parameters for in the layered Subgrade Huangfanqu impact compaction, the main conclusions are as follows: (1) through the comparative analysis of 4 different paving thickness of silt subgrade impact compaction effect, the silt impact compaction for use The embankment area, and is not suitable for roadbed, and suitable water content range can be relaxed. According to the different thickness of the last 5 times, desirable compaction after rolling increments less than 1% corresponding to the rolling times as effective compaction time. (2) according to the principle of economic efficiency, recommend the silt subgrade of Yellow River shock compaction parameters: for YCT-25 type impact roller, the best paving thickness is 0.8m, allowing the moisture content range can be extended to op-5% = Omega omega = Omega op+4%, optimal rolling speed is 10-12km/h, the most suitable rolling times for 20 times. (3) the impact load with instantaneous, continuous two times the impact of dynamic stress was not overlapped, the peak value of the dynamic stress along the depth direction has a lag; loose pavement impact compaction process of subgrade subgrade within a certain depth at the position of the dynamic stress was increased first and then decreased with the increase of the peak force of impact rolling times; impact Click on both sides of the depth position of dynamic stress along the longitudinal direction is approximately symmetrical, the impact point before the dynamic stress is larger than the impact point of the dynamic stress; soil vertical dynamic stress, lateral stress and vertical displacement along the depth direction showed a similar variation, and there were obvious turning point. The inflection point of the same variable are basically the same, and puts forward the soil compaction dynamic simplified model of internal force distribution; for YCT-25 type of impact roller, the theory of influence depth is about 3.7m, the radial effective range is about lm. (4) impact compaction process of silt in the macro can be divided into 4 a stage, namely loose soil stage (energy absorption), soil compaction stage (energy transfer), plate formation stage (diffusion energy), plate down stage (loosening area thickness); at the micro level can be roughly divided into three stages, namely the input dynamic load, vibration propagation and transport medium The research results obtained., for the impact compaction of Subgrade of the relevant standards, norms established to provide practical engineering data, provide the basis for the selection of Yellow River silt impact compaction of subgrade construction process parameters, theoretical research and contribute to the development of impact rolling technology, has significant engineering significance and social and economic benefit. The prospect is very broad.

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.1

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本文編號(hào)：1646470