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基于落锤式弯沉仪数据反演的碎石化路面沥青加铺层结构特征分析
| 论文题名： | 基于落锤式弯沉仪数据反演的碎石化路面沥青加铺层结构特征分析 |
| 关键词： | 旧水泥混凝土路面;碎石化技术;沥青加铺层;落锤式弯沉仪;模量反演;非线性;有限元模型 |
| 摘要： | 碎石化(Rubblization)是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，它不仅采用破碎技术使旧有的混凝土路面得到一定程度的利用，作为加铺面层后路面结构的基层或垫层，具有较高的承载能力，同时防治反射裂缝有很好效果。目前碎石化技术在国外已经有20多年的发展历史，而国内在这一领域还处于引进、试验研究的阶段。根据国外使用经验，碎石化层的模量是AASHTO加铺沥青罩面设计时的决定性因素，其值必须通过现场实测。落锤式弯沉仪(FWD)作为高效的弯沉检测设备，测速快，精度高，并较好地模拟了行车荷载的动力作用，特别是FWD能够准确测定多点弯沉盆，可以通过路表检测弯沉盆反演的方法得到路面各结构层的模量值，这比使用承载板法测定模量值要便捷、快速，而且经过近30年的研究，反演的模量精度往往能够达到工程标准。 基于此，本文利用FWD设备对碎石化工程进行检测，对碎石化工程实施的各阶段进行模量反演，通过反演结果对工程质量进行评定，并以反演碎石层模量值为加铺层设计提供参考资料，主要成果包括： 本文针对不同的路面材料，分别采用线弹性、体应力模型和双线性模型，并采用拟静力建立路面结构分析的有限元模型，在此基础上加入优化算法，作为反演程序。基于非线性有线元的反演研究表明，在路表进行FWD检测时，路基内的应力通常很小，非线性性质的表现不明显；而对碎石化层的反演表明，该层非线性性质较为明显，荷载作用半径范围内的模量均值远大于其作用半径以外的模量均值，如假定其为线弹性层，则反演的结果可以看成是荷载作用半径范围内一定深度模量的均值；非线性反演与线性反演比较，非线性反演并不能显著提高反演精度，建议在大规模反演时采用线弹性模型；通过对成绵高速碎石化工程现场检测数据的反演表明，碎石化层的模量值与级配碎石相当，作为加铺沥青罩面后的基层具有足够的承载力；采用拟静力反演的模量结果应该进行修正，根据本文反演结果建议水泥混凝土取1.5，水泥稳定碎石基层取2.0，碎石化层取1.25～1.4，土基取3.0；建议在检测数据的变异系数小于0.3时按平均值进行反演，而当变异系数大于0.3时逐桩反演。 |
| 作者： | 毛杰 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 陆阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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