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应力基于传感测量TOR橡胶沥青路面试验与有限元模拟

收藏本文 2024-01-17 点赞:10367 浏览:37328 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:TOR橡胶沥青作为一种新型化学改性的策略可以有效的降低橡胶沥青的制备温度,同时促成胶粉和沥青经由化学变化合成新分子,并与其中的硫交联形成大片环状和链状聚合物的网状结构,无需现场改性所采取的胶体磨或高速剪切设备,只需一般搅拌即可形成高性能、环保、经济的改性沥青,降低了橡胶沥青的高温粘度,延长了可贮存时间和可运输的时间。国内外目前对于TOR橡胶沥青的探讨大多都倾向于TOR橡胶改性沥青材料的性能及其制备工艺、TOR橡胶改性沥青混合料的性能及其施工工艺的探讨,而TOR橡胶沥青混合料与以往常用沥青混合料整体性能的比较并未给出定论,特别是我们江苏省路面工程中运用最为广泛的SBS改性沥青混合料;在实际工程运用时对TOR橡胶改性沥青混合料路面结构层的设计选择仍然参照普通沥青混合料进行,对不同路面结构组合在各层产生的应力考虑也不够充分,这使TOR橡胶改性沥青路面的实际利用性能与设计产生一定的偏差,阻碍了TOR橡胶沥青进一步的推广本论文针对TOR橡胶沥青混合料的推广运用,在调研国内外已有探讨成果的基础上主要做了以下探讨:(1)分别选择A13以及SUP13两种常用的沥青混合料级配成型沥青混合料试件,对TOR橡胶沥青混合料以及SBS改性沥青混合料这两种不同的路用材料的路用性能和力学性能进行室内试验探讨;(2)铺筑TOR橡胶沥青试验路,在行车道水泥稳定碎石层层底和路面下面层层底埋设合适的植入式路用传感器,实测标准车辆荷载作用下时TOR橡胶沥青路面各层底的应力;并与实测的SBS改性沥青路面各层层底的应力值进行比较,以实际观测的角度比较两种材料;(3)通过有限元软件ABAQUS建立沥青路面层间应力的模型,浅析出在标准荷载作用下路面各层底的应力,并与实际检测时采集的应力值进行比较,对所建有限元模型进行验证及修正;(4)根据实测数据及有限元浅析面层结构的结果评价路面面层结构,比较出TOR橡胶沥青路面与SBS改性沥青路面的实际利用性能的差别。经本论文的探讨发现TOR橡胶沥青路面结构层各层底所受应力值均要小于SBS改性沥青路面结构层,而TOR橡胶沥青路面结构面层受到的剪应力也要小于SBS改性沥青路面结构层,由此TOR橡胶沥青路面结构抗开裂以及抗车辙性能均要好于SBS改性沥青路面结构,且TOR橡胶沥青路面的韧性要好于SBS改性沥青,这为对橡胶沥青路面的应力进一步浅析以及TOR橡胶沥青路面的设计及运用推广提供了参考,也拓展了有限元浅析策略在路面结构的进一步运用。具有一定的探讨作用、实用价值和革新性。关键词:橡胶沥青论文TOR连接剂论文路用传感器论文应力值论文有限元浅析论文

    摘要4-6

    Abstract6-11

    第一章 绪论11-19

    1.1 不足提出与探讨目的11-12

    1.2 国内外探讨与运用近况12-17

    1.2.1 橡胶改性浙青的探讨近况12-14

    1.2.2 沥青路面结构检测技术的探讨近况14-15

    1.2.3 沥青路面有限元浅析的探讨近况15-17

    1.3 主要探讨内容与技术路线17-18

    1.3.1 主要探讨内容17

    1.3.2 技术路线17-18

    1.4 课题来源18-19

    第二章 TOR橡胶沥青混合料与SBS改性沥青混合料性能探讨比较19-31

    2.1 原材料特性及制备工艺19-21

    2.1.1 原材料浅析19-21

    2.1.2 制备工艺的选择21

    2.1.3 混合料级配组成21

    2.1.4 试验案例21

    2.2 沥青混合料路用性能试验结果与浅析21-27

    2.2.1 高温稳定性21-24

    2.2.2 低温抗裂性24-25

    2.2.3 水稳定性25-27

    2.4 沥青混合料力学性能结果与浅析27-29

    2.4.1 抗压回弹模量27-29

    2.4.2 劈裂强度测试29

    2.5 本章小结29-31

    第三章 试验路工程施工与路用传感器埋置31-46

    3.1 试验路工程介绍31-32

    3.1.1 工程概况31

    3.1.2 试验路路面结构31-32

    3.2 试验路铺筑32-37

    3.2.1 A13施工配合比设计32-34

    3.2.2 TOR橡胶沥青混合料拌和34-35

    3.2.3 TOR橡胶沥青混合料运输35

    3.2.4 TOR橡胶沥青混合料摊铺35-36

    3.2.5 TOR橡胶沥青混合料碾压成型工艺36-37

    3.2.6 接缝工艺37

    3.3 路用传感器布置37-38

    3.4 路用传感器选择38-39

    3.5 正弦式路用传感器原理39-40

    3.6 正弦式路用传感器的埋设40-42

    3.6.1 水泥稳定碎石层层底路用传感器埋置40-41

    3.6.2 路面下面层层底路用传感器埋置41-42

    3.7 K77+520与K77+820测区传感器编号42-45

    3.7.1 SBS改性沥青测区测区传感器编号43-44

    3.7.2 TOR橡胶沥青测区传感器编号44-45

    3.8 传感器存活率检测45

    3.9 本章小结45-46

    第四章 试验路检测46-56

    4.1 试验策略46-47

    4.1.1 试验车辆46-47

    4.1.2 试验荷载布置47

    4.2 静载试验结果及其浅析47-52

    4.2.1 TOR橡胶沥青混凝土路面结构层实测数据47-49

    4.2.2 SBS改性沥青混凝土路面结构层实测数据49-51

    4.2.3 静载试验结果浅析51-52

    4.3 试验路层底应力值验算52-55

    4.3.1 我国沥青路面设计策略与近况52

    4.3.2 验算结果52-55

    4.4 本章小结55-56

    第五章 沥青路面有限元模拟浅析56-64

    5.1 有限元浅析策略介绍56-57

    5.2 沥青路面结构模型的建立57-61

    5.2.1 沥青路面的受力特性57-58

    5.2.2 接地压力分布58

    5.2.3 路面结构的选取与材料的参数58-59

    5.2.4 路面结构模型建立59-61

    5.3 沥青路面有限元模型数据采集及浅析61-63

    5.3.1 标准荷载作用下两种路面结构各层层底拉应力61-62

    5.3.2 标准荷载作用下路表的弯沉值62-63

    5.3.3 标准荷载作用下路表所受剪应力63

    5.4 本章小结63-64

    第六章 结论与展望64-66

    6.1 主要结论64

    6.2 主要革新点64-65

    6.3 探讨展望65-66

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