發(fā)布時間：2020-09-01 10:02

　　 半剛性基層瀝青路面是我國高等級路面的主要結(jié)構(gòu)形式,在實(shí)際施工過程中,瀝青路面采用并機(jī)攤鋪,水穩(wěn)基層一般分為兩層進(jìn)行攤鋪、碾壓。并機(jī)分層施工造成的問題主要有:整體性差、工期長、基層易產(chǎn)生早期損傷、工程造價增加以及上下基層裂縫相互反射等。與傳統(tǒng)的分層鋪筑相比,寬幅大厚度路面施工技術(shù)具有保持路面的整體性、避免并機(jī)接縫、簡化路面施工工序、節(jié)省施工工期和建設(shè)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。目前,對于寬幅瀝青路面施工的橫向離析控制、大厚度水穩(wěn)基層的壓實(shí)度控制等方面缺乏系統(tǒng)的研究,這些都制約了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。針對上述問題,本文主要開展了以下研究工作:(1)基于正交試驗(yàn)方法設(shè)計仿真方案,利用EDEM離散元法對寬幅攤鋪機(jī)不同螺旋布料器參數(shù)下的攤鋪過程進(jìn)行數(shù)值模擬,并用路面質(zhì)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差來評價路面攤鋪均勻性,得到螺旋布料器結(jié)構(gòu)參數(shù)和使用參數(shù)對路面攤鋪均勻性的影響規(guī)律,并對寬幅攤鋪機(jī)螺旋布料器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,最后進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證;(2)從螺旋輸料過程中混合料和螺旋兩者之間的相互作用關(guān)系出發(fā),進(jìn)行動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析,對寬幅攤鋪的離析機(jī)理進(jìn)行分析,建立螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)、使用參數(shù)和混合料參數(shù)之間關(guān)系數(shù)學(xué)模型。通過對影響螺旋布料器工作性能的參數(shù)分析,得出決定攤鋪均勻性的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為徑距比(螺旋軸徑與螺距之比),并給出其取值范圍;建立螺旋葉片輸料的料位系數(shù)模型、螺旋葉片輸料能力模型和等螺距階梯型變螺徑螺旋葉片布置整數(shù)線性規(guī)劃模型,提出在不同攤鋪寬度條件下,滿足輸送量和料位系數(shù)要求的等螺距階梯型變螺徑螺旋葉片布置方案,為寬幅攤鋪機(jī)螺旋設(shè)計和工程應(yīng)用提供參考。(3)利用ANSYS有限元軟件分析水穩(wěn)基層大厚度施工與分層施工力學(xué)性能、疲勞性能的差異,通過室內(nèi)試驗(yàn)研究層間結(jié)合狀態(tài)對水穩(wěn)基層使用性能的影響,對大厚度水穩(wěn)基層的性能優(yōu)勢進(jìn)行分析,并制定了大厚度水穩(wěn)基層的壓實(shí)工藝;(4)利用ANSYS有限元軟件模擬分析大厚度水穩(wěn)基層的壓實(shí)過程,得到振動壓路機(jī)的壓應(yīng)力隨路面深度變化的衰減規(guī)律,從理論上分析大厚度水穩(wěn)基層壓實(shí)的可行性�；凇皦簯�(yīng)力等效”原理,提出振動壓路機(jī)噸位、碾壓遍數(shù)與水穩(wěn)基層壓實(shí)厚度的關(guān)系匹配模型,為大厚度水穩(wěn)基層振動壓路機(jī)的選擇和壓實(shí)工藝的制定提供理論依據(jù),并結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)值模擬的正確性和大厚度水穩(wěn)基層壓實(shí)的實(shí)際效果;理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)表明,本文的研究成果可有效地解決寬幅瀝青路面施工過程中的橫向離析以及大厚度路面基層的壓實(shí)度控制等關(guān)鍵問題,為寬幅大厚度路面施工技術(shù)的實(shí)際工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U416.217
【部分圖文】：

未來我國仍將大力進(jìn)行公路建設(shè)，其中國家公路占總規(guī)模的 7%，約有 40 萬公里。由此可見，我國公路建設(shè)事業(yè)依然任重而道遠(yuǎn)[2]。圖 1.1 2009-2017 年全國高速公路里程我國的高速公路已經(jīng)逐步形成了相對完善的設(shè)計體系、施工體系。在已經(jīng)建成的高速公路瀝青路面中，由于各種原因，相當(dāng)一部分公路在其運(yùn)營早期出現(xiàn)裂縫、唧漿、龜裂、松散、坑槽等早期病害（見圖 1.2）。其中，由于施工質(zhì)量導(dǎo)致的路面早期破壞占比為 23%[3]，見圖 1.3 所示。

第一章 緒論第一章 緒論意義的快速發(fā)展，我國的公路建設(shè)得到了空前的發(fā)展，破 13.6 萬公里，居世界第一。2018 年國家計劃2009-2017 年我國高速公路里程。高速公路的快速體水平，優(yōu)化了交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，對緩解交通運(yùn)輸促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步[1]�！�2013~203將大力進(jìn)行公路建設(shè)，其中國家公路占總規(guī)模的國公路建設(shè)事業(yè)依然任重而道遠(yuǎn)[2]。

圖 1.3 路面早期損害原因調(diào)查數(shù)據(jù)基層是位于路面面層和路基之間，承受路面荷載并傳遞應(yīng)力瀝青路面中，基層是主要的承重層。基層的強(qiáng)弱和好壞對整和服役年限都有十分重要的影響。半剛性基層具有強(qiáng)度高、力強(qiáng)、施工工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，在我國應(yīng)用極廣，占到基層用量）至 95%（高速公路基層）以上，是我國高等級公路路面的行的半剛性基層瀝青路面設(shè)計規(guī)范是以彎沉為設(shè)計指標(biāo)，應(yīng)法確定路面厚度，并對層底拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。這一路面設(shè)計面設(shè)計方法相比也是很先進(jìn)的，但是設(shè)計時存在這一個前提全連續(xù)體系”。目前，隨著交通量的驟增和交通軸載的增加，高速公路路面結(jié)構(gòu)中水穩(wěn)層的厚度通常在 50~60cm 之間，為三層進(jìn)行并機(jī)攤鋪、碾壓。并機(jī)分層工藝在施工和使用過

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本文編號：2809594