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采动区道路级配碎石基层抗变形性能研究

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摘 要

Abstract

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Contents

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表清单

变量注释表

1 绪论

1.1 概述(Introduction)

1.2 研究目的与意义(Research Objective and Significance)

1.3.1 级配碎石的设计方法

1.3.2 采动区路基路面的国内外研究

1.3.3 FLAC/PFC耦合数值模拟计算方法的国内外研究

1.4 研究内容、方法及技术路线(Research Contents/Technique Appro

2 采动区地基土变形特性研究

2.1 计算模型及方案(Calculation Model and Scheme)

2.1.1 模型建立及边界条件

2.1.2 本构模型及计算参数选取

2.1.3 计算方案及计算工况

2.2.1 地表沉降数值计算结果分析

2.2.2 地表变形规律对比分析

2.2.3 采动变形的竖向变化规律分析

2.2.4 采动变形的负曲率分析

2.3 本章小结(Summary)

3 采动影响下级配碎石基层抗变形性能对比研究

3.1 采动影响下级配碎石基层沥青路面数值分析(Graded Gravel Base Asphalt

3.1.1 FLAC/PFC耦合数值分析原理

3.1.2 计算模型的建立

3.1.3 计算模型的假定

3.1.4 模型本构及参数选取

3.1.5 模拟贯入试验确定级配碎石微观参数

3.1.6 边界条件

3.1.7 采动影响下级配碎石基层沥青路面数值分析工况及结果

3.2 采动影响下水泥稳定碎石基层沥青路面数值分析(Cement Stabilized Macada

3.2.1 水稳基层沥青路面FLAC数值计算模型建立及参数选取

3.2.2 边界条件

3.2.3 采动影响下水稳基层沥青路面数值分析工况及结果

3.3 采动影响下两种路面结构对比分析(Comparison Analysis of Two Pav

3.4 本章小结(Summary)

4 采动区级配碎石基层沥青路面抗变形结构受力分析研究

4.1 级配碎石基层沥青路面结构分析指标选取(Selection of Structural Ana

4.1.1 数值模拟指标的优化

4.1.2 数值模拟指标选取

4.1.3 级配碎石基层沥青路面面层容许拉应力指标的确定

4.2 道路纵向负曲率采动影响下级配碎石基层沥青路面数值分析(The Influence of Lo

4.2.1 计算模型的建立、边界条件及计算工况

4.2.2 单次煤层采厚为2m采动下级配碎石基层路面数值计算结果

4.2.3 单次煤层采厚为3m采动下级配碎石基层路面数值计算结果

4.2.4 单次煤层采厚为4m采动下级配碎石基层路面数值计算结果

4.2.5 单次煤层采厚为5m采动下级配碎石基层路面数值计算结果

4.2.6 单次煤层采厚为6m采动下级配碎石基层路面数值计算结果

4.2.7 不同采厚采动下级配碎石基层路面数值计算结果总结

4.3 其他采动影响下级配碎石基层沥青路面数值分析(The Influence of Other M

4.4 本章小结(Summary)

5 工程应用

5.1 工程实例(Egineering Examples)

5.2 采动区道路治理方案(Road Management Plan in Subsidence A

5.3 路面抗变形指标分析(Analysis of Pavement Deformation Res

5.4 级配碎石基层施工工艺(The Construction Technology of Grad

5.4.1 场地及原材料要求

5.4.2 拌合及闷料

5.4.3 摊铺及碾压

5.4.4 接缝处理及养生

5.4.5 病害处理

5.5 本章小结(Summary)

6 结论与展望

6.1 主要结论(Conclusions)

6.2 展望(Prospect)

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

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摘要

本文以淮南矿区级配碎石基层沥青路面抗变形二级公路及淮南地区工程地质条件为研究背景。根据该地区抗变形道路的工程实际,通过FLAC与PFC耦合数值模拟及工程应用相结合的研究方法,对比研究了采动变形下级配碎石基层沥青路面的抗变形能力,得到不同采动下级配碎石基层沥青路面抗变形规律,获得了抗不同采动变形的级配碎石基层厚度及横向变形缝间距,并将计算结果应用于工程实际。论文取得了如下主要成果: (1)级配碎石基层沥青路面的抗采动变形能力大于水稳基层沥青路面,采动变形条件下水泥稳定碎石基层路面面层层底拉应力较级配碎石基层路面增加了18%-28.8%; (2)道路纵向负曲率采动影响的前提下,沥青面层厚度一定,级配碎石基层每增加10cm,面层层底拉应力减少10%左右。纵向长度每增加1m,面层层底拉应力增加10KPa左右; (3)道路纵向负曲率采动影响的前提下,沥青面层厚度一定,随着级配碎石基层厚度的增加,土基顶部压应变随之减小,减小趋势会随厚度增加而减缓。纵向长度值与土基顶部压应变无相关关系,土基顶部压应变基本保持相同; (4)道路纵向负曲率采动影响的前提下,获得了采动区二级公路抗不同单次煤层采厚采动下的级配碎石基层厚度及横向变形缝间距。

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