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沥青桥面振荡压实仿真分析及压实工艺优化研究

王秀敏  
【摘要】:沥青混凝土铺装层由于平整性好、行车平稳舒适、噪音低等特点,许多国家在建设高速公路时都优先采用。近年来,全国各地不少路面建成后不久,铺装就出现严重的破损,开裂,坑槽,拥包等病害,给交通造成很大的不便。振荡压路机由于其先进性被越来越多地应用到沥青路面施工中,但振荡压实对路基、桥梁等结构的影响机理尚不明确,这些问题引起了人们对振荡压路机在路基、桥梁施工中铺装质量的重视。 针对以上问题,本文创新性的研究为以下两点:(1)采用有限元分析软件Ansys对桥梁振荡压实进行仿真模拟分析,研究得出桥梁振荡压实影响机理;(2)采用层次分析法进行振荡压实施工工艺优化研究,运用优化了的施工工艺将有效地提高沥青桥面铺装质量。这两项研究将对振荡压实技术在沥青桥面铺装技术的推广具有重要意义。针对该研究进行了如下工作: 1.论文介绍了目前压实施工中使用的压实机械在压实方法和压实工艺上存在的缺陷,综述了沥青桥面现状和压实机械从静作用式到振动压实再到振荡压实的发展。 2.总结了压实空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等体积参数对沥青混合料的力学性能、施工性能和路用性能的重要影响及要求;分析了压实度、空隙率和平整度的要求及相互关系。 3.分析了振荡压实原理,振荡压路机振荡轮结构,振荡压实与沥青混合料作用机理及振荡轮压实沥青混合料的动力学模型。 4.采用有限元分析软件Ansys对桥梁振荡压实进行了仿真分析。对某三跨预应力连续刚构桥进行了仿真建模,分析确定了桥梁结构的固有频率;分析得出了桥跨结构五个关键位置处在振荡压实时的位移时程曲线及和每一时间点处具体位移。 5.最后,采用数学工具对振荡压实在沥青桥面施工中的压实工艺进行了优化,综合考虑施工方案、压实效果等多种影响因素以及不同方案的需要,建立综合评价指标体系,进行模糊优化,得出桥面振荡压实机械化的最优压实工艺。


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