基于应力吸收层旧水泥混凝土路面沥青加铺层材料

为了防止旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的产生,通过有限元分析软件建立了沥青加铺层实体模型,研究了沥青加铺层厚度、沥青加铺层弹性模量等参数对沥青加铺层应力状态及裂缝两侧弯沉差值的影响,为路面结构设计提供理论依据.以西安国际港务区港务大道为工程依托,在上述研究成果的基础上对港务大道加铺层进行设计,并对后期运营效果进行跟踪,跟踪数据表明,研究成果能够有效抑制沥青加铺层反射裂缝的产生,并为将来旧水泥混凝土路面的改建和维修等施工方案提供参考.

为了防止旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的产生,通过有限元分析软件建立了沥青加铺层实体模型,研究了沥青加铺层厚度、沥青加铺层弹性模量等参数对沥青加铺层应力状态及裂缝两侧弯沉差值的影响,为路面结构设计提供理论依据.以西安国际港务区港务大道为工程依托,在上述研究成果的基础上对港务大道加铺层进行设计,并对后期运营效果进行跟踪,跟踪数据表明,研究成果能够有效抑制沥青加铺层反射裂缝的产生,并为将来旧水泥混凝上路面的改建和维修等施工方案提供参考.

本文介绍了国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的主要设计方法，并结合204国道盐城南段的工程实践，进行多方案比较，提出了设计方案；同时,反射裂缝是旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层所要克服的一个严重问题，本文提出了减少或延缓反射裂缝的措施。

我国是世界上拥有水泥混凝土路面里程最多的国家，随着交通量和汽车载重的剧增．越来越多早期修建的水泥混凝土路面出现了路面损坏，使用性能下降的情况严重影响了路面的正常使用和行车安全．大量的旧水泥混凝土路面面临着修复工作。图1为某省道旧水泥混凝土路面破损情况。

道路交通对于城市经济的发展有着重要的影响,所以做好道路交通的建设具有重要的现实意义。随着社会的进步,人们对于道路交通的舒适度和安全度的需求有了明显的提升,沥青混凝土路面相较于水泥混凝土路面,有着良好的行车舒适性、增加轮胎抓地力、减小轮胎磨损、降低噪音、施工简单、工期短、开放交通快、后期维护简便、沥青材料可以反复利用等不可比拟的优点。鉴于此,福建省在多地大力推行对旧水泥混凝土路面进行\"白改黑\"改造,提升路面整体性能。本文结合工程实例,介绍了旧水泥混凝土沥青加铺设计,为今后的工程设计提供参考。

通过对国内多条旧水泥混凝土路面的研究与分析,论述了旧水泥混凝土路面的相关评价与路面处理措施,并探讨了旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法,以提升我国道路路面的质量。

为了研究旧水泥路面沥青加铺层层间力学特性,借助abaqus分析了沥青加铺层厚度、模量及裂缝对层间应力的影响.结果表明:在静荷载作用下,沥青加铺层层底竖直方向上的剪应力最大值都出现在荷载正下方;增大沥青加铺层的厚度能明显减小层底应力;沥青加铺层的弹性模量对层底应力的影响很小;沥青面层底部的最大主应力受裂缝的影响变化在1％～2％,而沥青面层底部竖直方向上的最大剪应力值受裂缝影响变化在53％～58％.

利用沥青加铺层对旧水泥混凝土路面的进行了改造,实践结果表明:该项技术能有效提高路面的耐久性和对裂缝发生、疲劳裂缝/反射裂缝抵抗能力,减轻温度敏感性,提高路面抗车辙能力。

收稿日期:2001-05-10 文章编号:1002-1205(2002)01-0004-04　文献标识码:a　中图分类号:u418.8 旧水泥混凝土路面上沥青加铺层设计 何山清　徐邦凯 (中交第二公路勘察设计研究院,武汉市,430052) 【摘　要】　研究了旧水泥混凝土路面使用状况调查的内容、方法;结合公路养护技术规范, 对旧路面的使用性能提出了更全面、更实用的评价指标和评定标准;介绍了实用的加铺层厚度计 算方法,并总结了防止反射裂缝的措施。 【关键词】　水泥混凝土路面　评价指标　计算方法　沥青加铺层　反射裂缝 　　旧水泥混凝土路面上进行加铺主要有两 种类型:水泥混凝土加铺层和沥青加铺层。由 于高等级公路上交通量大,修复过程中不允许 全幅中断交通,而沥青加铺层具有修复周期 短、行车舒适等优点,在旧水泥混凝土路

文章研究了旧水泥混凝土路面使用状况调查的内容、方法;结合公路养护技术规范,对旧路面的使用性能提出了更全面、更实用的评价指标和评定标准;介绍了实用的加铺层厚度计算方法,并总结了防止反射裂缝的措施,可供设计参考。

根据沥青加铺层与旧路面之间的goodman假设以及地基与混凝土板之间的相互作用关系,建立了沥青加铺层温度应力分析的应力平衡微分方程,使用matlab符号运算功能求得了解析表达式,对影响沥青加铺层温度应力的计算参数进行了数值分析,所得结论对沥青加铺层的设计具有一定的借鉴意义。

按照设计材料的概念和现代材料设计方法设计了水泥混凝土路面沥青加铺层材料fac.整个材料设计过程包括:力学环境和使用条件的评价、材料设计原则的确定、材料设计的实施、材料性能的评价.在分析和验证过程中引入了离散单元方法并开发出了沥青混合料虚拟试验过程.通过多个实体工程的实际使用和三年使用效果观测,发现材料的各项指标和工程性能是令人满意的,从而证明了这一材料设计方法和过程的可行性.

反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青加铺层早期破坏的主要形式,沥青加铺层作为道路结构的面层,除了承受各种车辆荷载的反复作用外,还受外界温度的影响,水泥混凝土板随温度的变化产生的翘曲变形是引起反射裂缝的原因之一。通过建立水泥混凝土路面沥青加铺层三维有限元模型,计算车轮荷载位于最不利位置,降温幅度、沥青加铺层厚度、沥青加铺层模量及不同土工合成材料夹层模量对沥青加铺层温度应力的影响,同时采用有限元方法对不同土工合成材料在旧水泥混凝土路面沥青加铺层中防反射裂缝效果进行分析比较,为防止或减缓加铺层的反射裂缝提供参考。

本文用有限元方法(fem)对半刚性基层沥青路面进行力学分析。根据分析的需要,笔者把路面结构简化成平面应变模型,用等参八结点四边形单元作为分析的基本有限元单元。

20世纪80年代，水泥混凝土路面以其强度高、刚度大、耐久性好等特点，成为我国普遍使用的路面形式。经过三十多年的使用．大部分水泥混凝土路面已出现不同程度的结构性破坏和功能性缺陷．再加上水泥混凝土路面对于超载比较敏感，一旦出现损坏极难修复．因此，如何经济有效的改善破损水泥混凝土路面路况已经成为了目前急需解决的问题。在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土层是近几年经实践证实的能够有效迅速的改善旧水泥混凝土路面的旧路补强技术。

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层所面临的关键是如何有效的抑止或延缓反射裂缝的产生。saf应力吸收层系统具有良好的抗反射裂缝能力,混合料密实、透水性小,可以减少路面水损坏的产生,用该结构可以有效解决旧路加铺时反射裂缝的产生。从saf应力吸收层混合料的级配设计控制、材料性能评价和施工质量控制等方面进行分析,得出了saf应力吸收层混合料在旧路加铺中的施工工艺。

依托重庆成渝高速公路旧水泥混凝土路面沥青加铺工程,进行了应力吸收层加铺结构与其他防裂措施相对比的抗荷载型、温度型反射裂缝的试验,通过对各种沥青加铺结构抗反射裂缝能力的评价,为加铺工程优选结构提供实践依据。

结合某高校主干道旧路面改造工程实例和国内外对旧水泥混凝土路面加铺改造的各种试验研究成果,介绍旧水泥混凝土路面修复设计方案并进行比选,提出土工布加沥青混凝土面层的防裂方案更加有效。

随着交通行业的不断快速发展,对路面的设计质量提出了更高的要求.在旧水泥混凝土路面上加铺沥青,不仅可以有效修复路面,且有效的缩短施工工期,从而减少路面施工对交通的影响.但是,沥青在加铺层的过程中往往会出现裂缝问题,其会影响路面的整体质量,降低路面的使用寿命.因此,应加强研究与分析旧水泥混凝土路面加铺层设计,有效提高整个路面加铺层的设计水平,进一步促进我国交通行业的快速稳定发展.

文中介绍了路面损坏状况调查及评定,和旧水泥混凝土路面的修复设计,最小加铺厚度的计算,道路纵断面设计,沥青混凝土加铺层结构设计等内容以及解决措施。

结合国道320k1156～k1161段(莲易路)旧水泥混凝土路面改造工程,进行沥青加铺层结构设计,并对拟定的加铺层结构进行力学分析,确定了最佳的加铺结构,可为同类工程提供参考。

车辆荷载的作用主要是引起的剪切破坏,就是旧混凝土路面上的沥青加铺层结构的产生,反射出裂缝的重要的一个原因,并且合理的采用了有限元法来对旧混凝土路面上的ac层进行了力学的相关方面的分析,并且也对车辆荷载作用下,接缝处ac层的剪应力和弯沉差进行了非常重点的考察,主要针对临界荷位与计算参数的影响规律进行了深入的分析和研究,并且也根据实际情况以及相关的问题,提出了可以用于生产设计当中的回归的公式以及合理的建议,仅供参考.