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旧水泥混凝土路面破碎化技术及其振动评价分析

作　者: 何陈
导　师: 李萍
学　校: 兰州理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 冲击压实 旧水泥混凝土路面改造 ADINA 附加应力沉降
分类号: U416.216
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要


作为一项改造路面的新兴技术,冲击压实路面技术在我国各等级公路改造中运用的越来越广泛。这种技术不仅可以快速破碎并压实稳固旧混凝土路面板,有效和缓解反射裂缝,而且能够充分利用旧水泥路面板,对路基进行补充压实,形成嵌锁稳固的新路面底基层,同传统路面改建方法相比,修复质量有较大提高。但是冲击碾压破碎技术在我国旧水泥混凝土路面改建工程中的实际应用和研究尚处于起步发展阶段,有关实验和理论研究明显落后于工程实践。正确的引导和完善冲击碾压旧水泥混凝土路面技术,保证和提高水泥路面公路改造工程的质量和经济性具有重要的现实意义。本文运用力学理论对冲击压实路机在旧水泥混凝土路面改造过程中对路面板的力学行为进行分析,对冲击压实机产生的能量得出了相应的理论数据。利用有限元方法对冲击压实机所处不同施工位置对路面以及基层、土基的影响进行有限元分析。运用大型有限元分析软件ADINA对冲击压实路面机在四种典型施工位置下的冲击压实行为进行相应的模拟,对水泥混凝土路面板在三维方向的受力情况以及板底的断裂情况进行了研究,同时模拟基层和土基在冲击压实机械的作用下的受力情况,对施工机械对基层和冲击的附加作用进行了初步的探讨;并且对各施工位置时水泥路面板的附加应力沉降作出了分析。对多边形冲击压实机械的研究结果表明,与传统的圆轮压实机械相比,多边形冲击压实机械在冲击改建旧水泥混凝土路面时产生的能量是传统压实机械的数十倍,所产生的压实效果是传统机械无法比拟的。本文选取IMPACTOR 2000型冲击压实机械作为具体的研究对象,对冲击压实机械在冲击压实路面过程中产生的能量进行有限元分析。对于施工压实机械行进路线的不同,在路面板上选取了四种典型位置,结果表明,当冲击压实机械处于板中位置时最有利于板的破碎,当施工机械处于板角位置时破碎的区域最小,但板得纵向位移最大,最有利于路基层与土基层的压实。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 冲击压实改建旧水泥混凝土路面技术研究现状  10-12
  1.3 本文的研究内容  12-14
第2章 冲击压实旧水泥路面施工工艺  14-23
  2.1 冲击压路机  14-17
  2.2 冲压机的常见型号与参数  17-20
  2.3 冲压机的施工方法与工作特性  20-23
第3章 冲压机破碎旧水泥路面板力学行为分析  23-36
  3.1 冲击压实能量分析  23-25
    3.1.1 冲击轮静态能量分析  23-24
    3.1.2 冲击轮动态能量分析  24-25
  3.2 考虑牵引力及摩阻力的冲击能量分析  25-34
    3.2.1 冲压状态分解  25-26
    3.2.2 冲压轮力学模型的建立  26-28
    3.2.3 力的平衡状态分析  28-29
    3.2.4 速度关系分析  29-30
    3.2.5 加速度关系分析  30-31
    3.2.6 运动能量分析  31-34
  3.3 冲击力理论公式分析  34-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 冲压机破碎旧水泥路面有限元基础  36-42
  4.1 有限元法发展历程  36-37
  4.2 有限元法求解过程  37-38
  4.3 有限元分析软件ADINA 概述  38-39
  4.4 混凝土与土的本构关系模型  39
    4.4.1 混凝土本构模型  39
    4.4.2 土的本构关系模型  39
  4.5 模型实体单元  39-42
第5章 冲击压实旧水泥路面有限元模拟分析  42-56
  5.1 引言  42
  5.2 有限元模型与施工机械选取  42-43
  5.3 冲击荷载及材料参数  43-44
  5.4 施工位置讨论  44-45
  5.5 路面结构变形特征分析  45-47
  5.6 路面结构受力特征分析  47-53
    5.6.1 路面结构纵向应力σZ 应力特征分析  47-50
    5.6.2 路面结构横向应力σX 应力特征分析  50-51
    5.6.3 路面结构垂直应力σY 应力特征分析  51-53
  5.7 土基中附加应力以及下沉随深度的变化  53-55
  5.8 小结  55-56
结论与展望  56-58
  结论  56
  展望  56-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  62

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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 > 路面：按使用材料分 > 水泥混凝土路面
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