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《武汉理工大学》 2007年
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基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构与材料研究

廖卫东  
【摘要】: 在如何控制旧水泥混凝土路面加铺沥青面层后反射裂缝的问题上,道路工程界的研究者和实践者围绕反射裂缝产生的力学机理和延缓反射裂缝的措施——在沥青加铺层结构、材料及加铺层设计方法、试验方法等各个方面都作了大量的理论分析和试验评价。目前对基于应力吸收层的沥青加铺层结构和材料的研究还不够全面、深入。本文在前人研究的基础上,继续对沥青加铺层反射裂缝产生机理、加铺层设计方法以及基于应力吸收层的沥青加铺层结构及材料等作进一步深入研究和加铺层新材料的研发。本文主要进行了以下六个方面的研究工作: 第一方面研究工作是从理论上探讨应力吸收层沥青混合料能减小沥青加铺层产生应力集中的机理。依据沥青路面线弹性断裂力学基本理论与有限元方法对应力吸收层反射裂缝的成因及扩展机理进行分析,研究了沥青加铺层厚度、应力吸收层模量、初始裂纹长度和降温幅度及轴载等参数变化对应力吸收层裂缝应力强度因子的影响程度,通过力学分析揭示了旧水泥混凝土路面接缝和裂缝处应力吸收层能减小加铺层产生应力集中的原因。 第二方面研究工作是通过对应力吸收层的试验室评价,定性研究应力吸收层加铺结构的防裂、抗车辙能力,以及通过试验确定设计参数。在室内理想条件下采用大型疲劳试验仪及MTS进行不同加铺层结构疲劳破坏的对比试验,通过模拟基于应力吸收层的沥青加铺层荷载型及温度型反射裂缝的产生、扩展过程,来评价不同结构沥青加铺层特别是应力吸收层结构抵抗反射裂缝的能力,并以此验证了理论计算结果,表明应力吸收层是一种很好的延缓反射裂缝的新材料。 第三方面研究工作是对应力吸收层结构进行力学分析。定量研究设计参数的变化对应力吸收层加铺结构的影响。对试验路和实体工程采用的应力吸收层新型加铺层结构及其它几种典型加铺层结构的防裂机理进行了分析,以及车辆荷载和温度荷载对比力学计算,说明在荷载作用下应力吸收层对减少车辆荷载应力和温度荷载应力效果十分明显。 第四方面研究工作是研究基于应力吸收层的沥青加铺层设计方法。在室内试验结果、结合理论分析及对试验路、沥青加铺层实体工程施工控制、使用状况的跟踪观测的基础上,提出了基于应力吸收层的沥青加铺结构的弯沉-交通量设计方法,以及设计双控指标和满足设计年限内交通量要求的加铺层最小厚度。即加铺前混凝土板板角接缝和裂缝处单点弯沉≤0.14mm、板角接裂缝两侧相邻板的弯沉差≤0.06mm。满足交通量要求的应力吸收层之上的加铺层最小厚度为≥8cm。采用本文提出的设计方法在武黄、汉宜高速公路共计350公里的旧水泥混凝土路面上加铺沥青层的应用表明防止反射裂缝效果良好。 第五方面研究工作是通过对应力吸收层沥青及混合料路用性能的分析,得出了应力吸收层特种改性沥青结合料的路用性能特点和其在应力吸收层中的作用效果与使用的合理性,以及应力吸收层混合料合理的矿料级配范围和具有优异的低温抗变形能力及抗疲劳性能。进而为确定应力吸收层混合料设计提供了理论依据。 第六方面研究工作是在上述研究成果的基础上,研发了SamPave应力吸收层新材料。并通过研发的新型应力吸收层沥青结合料,结合提出的矿料级配,采用SGC成型方法,配制了SamPave应力吸收层混合料,铺筑了试验路。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U416.216

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【引证文献】
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6 李迎;刘文勇;;应力吸收层沥青性能评价[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
7 廖卫东;;基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究[A];中国公路学会第三届全国公路科技创新高层论坛——湖北优秀论文集[C];2006年
8 冯永飞;石振武;;旧水泥混凝土路面加铺应力吸收层有限元分析[A];中国高速公路管理学术论文集(2009卷)[C];2009年
9 李潜;陈凯;丁庆军;;现浇应力吸收层湿接缝混凝土性能研究[A];中国硅酸盐学会水泥分会首届学术年会论文集[C];2009年
10 廖卫东;陈栓发;;STRATA应力吸收层应用技术研究[A];湖北省公路交通科技2004年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李强 通讯员 潘恩德;五四北省体段“白改黑”工程动工[N];福州日报;2010年
2 本报记者 陈渌 焦明忠;用心血和汗水写下的答卷[N];黑龙江日报;2011年
3 本报记者 林凤斌;精品在高效中淬炼[N];河北日报;2009年
4 本报记者 袁筱;通过人员安排制度设计监测方法 形成纵横交错立体全面的网格化全覆盖品质监控体系[N];成都日报;2011年
5 李慧 本报记者 宁旭;滨东大道龙栖湾大桥正式合龙[N];辽宁日报;2010年
6 王冬;天路传奇[N];中华新闻报;2008年
7 陈树青 王成锋 刘崭新;装点红土地[N];中国铁道建筑报;2009年
8 晓光 久明 本报记者 陈渌 狄婕;集同高速 科技创新织旧路[N];黑龙江日报;2011年
9 通讯员 姜久明 本报记者 陈晓光;吹响决战的号角[N];中国交通报;2011年
10 高喜来 记者 赵晓强;滨东大道建设进入倒计时即将建成通车[N];锦州日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马培建;高性能摊铺式应力吸收层综合技术应用研究[D];长安大学;2012年
2 徐永丽;应力吸收层用于混凝土桥面铺装结构力学行为的研究[D];东北林业大学;2013年
3 李祖仲;应力吸收层沥青混合料组成设计及抗裂性能研究[D];长安大学;2009年
4 周燕;应力吸收层结合料性能及其关键评价指标研究[D];长安大学;2010年
5 廖卫东;基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构与材料研究[D];武汉理工大学;2007年
6 马庆雷;基于刚性基层的耐久性沥青路面结构研究[D];长安大学;2006年
7 侯荣国;复合式长寿命路面结构研究[D];长安大学;2008年
8 杨旭东;湿热地区水泥混凝土路面沥青加铺层结构与材料研究[D];长安大学;2012年
9 刘宇;基于半圆弯曲试验的沥青混合料动态响应及断裂性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 杨斌;旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究[D];长安大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩小娟;设应力吸收层的旧水泥砼路面加铺沥青砼面层对反射裂缝影响研究[D];南华大学;2013年
2 周娟兰;设置应力吸收层的复合式路面动态响应及抗裂机理分析[D];长安大学;2011年
3 刘小滔;基于路用性能的应力吸收层沥青混合料设计方法研究[D];重庆交通大学;2011年
4 王显赫;稳定型橡胶改性沥青应力吸收层的设计及其性能研究[D];新疆大学;2013年
5 周景深;设橡胶沥青应力吸收层的水泥混凝土路面结构优化研究[D];南华大学;2012年
6 李江卫;胶粉改性沥青应力吸收层防治沥青路面反射裂缝研究[D];北京交通大学;2010年
7 万敏;铺设橡胶沥青应力吸收层的复合式路面结构力学性能研究[D];湖南大学;2013年
8 牛智华;高性能橡胶沥青应力吸收层应用技术研究[D];长安大学;2011年
9 邱玲;新型钢桥面应力吸收层复合材料研究[D];长安大学;2013年
10 郭锋;道路结构层间性能评价方法[D];长安大学;2011年
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