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移动荷载下复合路面的数值分析与检测技术研究

作　者: 胡俊锋
导　师: 骆少明
学　校: 广东工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 路面维修 路面检测 行车速度 振弦式应变计 长期监测
分类号: U416.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


许多旧水泥混凝土路面已进入养护维修期,探讨如何在旧水泥混凝土上加铺新的路面已经成为一个非常有价值的研究课题,但路面维修仅靠路面弯沉指标作为路面结构理论计算和质量验收指标是远远不足的,不但无法真实反映路面内部结构的状态,而且分析结果也过于片面,容易出现失真的问题。本文结合当今比较成熟的有限元计算方法,分析路面内部结构响应特性,为将来养护维修路面和设计新的路面方案提供参考和依据。路面检测是路面内部真实状态的反映,是在路面理论分析上的进一步发展,但当今路面检测中可以直接引用的方法不多,对于目前比较关注的光纤应变检测技术,尚处于研究和开发阶段,技术还不成熟,且大部分技术属于国外拥有,价格也比较昂贵,不适合进行试验性研究,而对于电阻应变检测仪器,虽然价格低廉,但其稳定性能差,抗干扰能力低,也不适合应用在环境复杂的实际路面中。本文通过对国内外检测仪器的性能及适用范围的研究,在考虑环境影响因素和应用前景的基础上,决定采用JMZX-215型埋入式混凝土应变计。振弦式应变计具有良好的稳定性、抗干扰能力强、性价比高、采集数据方便和测试量为应变值累计值等特点,并通过对应变计结构上的改造,解决高温保护、腐蚀、抗压、耐用等问题.本文通过对在不同行车速度作用下的路面结构的数值计算,分析行车速度对路面结构响应的影响。分析结果表明,路面位移和应力(应变)响应不仅与它本身的固有频率有关,还与轮载的加载时间等因素有关,并且路面响应随着速度增加而减小,其中慢重车对路面影响最大。通过检测数据与计算数据的分析对比,研究路面内部结构的真实情况,并验证应变计检测方案。数据表明,路表弯沉数值符合设计要求,路面运行情况暂时较好。在重新开放交通后,路面面层稳定性比基层好,但在荷载作用下的基层应变比面层大,而且基层在重载作用下容易进入塑性.同时也证明,振弦式应变计能够有效的应用在路面检测中,为对路面进行长期监测提供一种新的检测技术。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章 绪论  13-18
  1.1 课题研究的目的和意义  13-14
  1.2 国内外的研究背景  14-16
    1.2.1 旧水泥混凝土加铺沥青混凝土路面的背景  14-15
    1.2.2 路面力学性能检测背景  15-16
    1.2.3 路面力学计算背景  16
  1.3 研究内容  16-18
第二章 在旧水泥路面上加铺沥青混凝土  18-25
  2.1 旧路面试验段概括  18-21
    2.1.1 旧路面的调查分析  18
    2.1.2 旧路面早期损坏的原因  18
    2.1.3 对旧路面的处理  18-21
  2.2 路面主体结构设计  21-23
    2.2.1 路面的主要设计参数  21
    2.2.2 路基标准横断面布置  21
    2.2.3 路面面层设计  21
    2.2.4 路面基层设计  21
    2.2.5 硬路肩和加宽路面处理  21-22
    2.2.6 摊铺土工布和粘层  22-23
  2.3 施工注意事项  23-24
  2.4 路面早期破坏和处理  24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 振弦式应变计在路面检测中的应用  25-42
  3.1 路面力学性能检测概述  25-26
  3.2 研究目的和工作内容  26
    3.2.1 研究目的  26
    3.2.2 工作内容  26
  3.3 预埋振弦式应变计的具体工作  26-41
    3.3.1 振弦式应变计的工作原理和选取  26-29
    3.3.2 应变计的室内试验  29-31
    3.3.3 应变计的室外试验  31-33
    3.3.4 应变计的布局  33-35
    3.3.5 应变计的保护和构造  35-36
    3.3.6 预埋应变计  36-40
    3.3.7 预埋应变计遇到的问题  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章 移动荷载下复合路面的数值分析  42-58
  4.1 有限元背景和概述  42-43
    4.1.1 背景  42-43
    4.1.2 概述  43
  4.2 移动荷载下三维有限元模型  43-47
    4.2.1 实体建模  43-45
    4.2.2 边界条件的确定和载荷的施加  45
    4.2.3 实体模型的理论分析和模态分析  45-47
  4.3 路面数值分析  47-57
    4.3.1 路面的位移时间历程分析  47-50
    4.3.2 路面的应力时间历程分析  50-57
  4.4 结论  57-58
第五章 路面实测数据分析  58-69
  5.1 路面弯沉检测  58-60
  5.2 路面变形检测  60-64
  5.3 计算数据与检测数据的比较分析  64-68
  5.4 结论  68-69
结论与展望  69-71
参考文献  71-75
攻读硕士学位期间发表的论文  75-77
致谢  77

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路面工程
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