級配碎石層格室加勁技術(shù)研究及其效果評價.pdf

1、面對半剛性基層瀝青路面不可避免的致命缺點和越來越多的道路損壞，由于傳統(tǒng)設(shè)計思路的束縛，柔性基層在我國的高等級公路設(shè)計中一直沒有得到足夠的重視和大膽的應(yīng)用。根據(jù)實際情況，大膽采用級配碎石基層，并從各個環(huán)節(jié)進(jìn)行完善和改進(jìn)，也許是我們延長重交通荷載下瀝青路面使用壽命的發(fā)展方向。 首先，對土工格室加固級配碎石基層進(jìn)行了研究，分析了土工格室對級配碎石的加勁機(jī)理，認(rèn)為將土工格室加入到級配碎石基層當(dāng)中，可以改善級配碎石基層模量低、易松散的缺點

2、，而且沒有半剛性基層的缺點，使基層模量與面層模量達(dá)到了更好的匹配。 接著，建立了有限元模型，將土工格室加固級配碎石為基層的路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變分布特性與其他常用路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比。分析表明，土工格室的使用，有效地限制了級配碎石的側(cè)向位移，提高了基層強(qiáng)度，使瀝青層內(nèi)的拉應(yīng)力、拉應(yīng)變有所降低；雖然與普通柔性基層結(jié)構(gòu)相比，土工格室加固級配碎石基層結(jié)構(gòu)的瀝青面層最大剪應(yīng)力稍有增大，但是僅出現(xiàn)于部分區(qū)域，總體上最大剪應(yīng)力的分布并無太大差異

3、，也優(yōu)于半剛性結(jié)構(gòu)和倒裝結(jié)構(gòu)；同時，土工格室加固級配碎石基層結(jié)構(gòu)的瀝青面層最大剪應(yīng)力分布受層間接觸狀態(tài)的影響較小，拉應(yīng)力及拉應(yīng)變受水平力影響較小，體現(xiàn)了級配碎石加土工格室基層結(jié)構(gòu)的獨特優(yōu)勢。 隨后，利用有限元模型，對不同溫度、濕度、水平荷載、土工格室結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素下的瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)分別進(jìn)行了分析，并對施工車輛的力學(xué)影響進(jìn)行了探討。分析表明，在高溫狀態(tài)下，無論是抗拉還是抗剪，土工格室加固級配碎石基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)都是非常理想

4、的；濕度增加，會使面層拉應(yīng)力、拉應(yīng)變變得不利，但對面層最大剪應(yīng)力的影響不大；縱坡或是橫坡導(dǎo)致的水平分力，對路面結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力響應(yīng)的影響較小，而在縱坡路段上車輛行駛時加速或制動導(dǎo)致的水平力，以及在小半徑彎道上車輛行駛時導(dǎo)致的橫向水平力，都對路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的各項應(yīng)力指標(biāo)影響極大，在路面設(shè)計時應(yīng)該予以考慮；在路面結(jié)構(gòu)施工中，在條件可能的情況下，應(yīng)盡量鋪設(shè)施工便道，避免施工車輛行駛于未完工的路面結(jié)構(gòu)之上，同時嚴(yán)格控制施工期間運(yùn)載車輛的超載行為，防止損

5、壞路面各結(jié)構(gòu)層的使用性能；增加土工格室的密度、厚度、高度和模量，可以有效減小瀝青面層內(nèi)的拉應(yīng)力、拉應(yīng)變，但是對瀝青層內(nèi)最大剪應(yīng)力峰值和路面整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響不大。 最后，首次在國內(nèi)高速公路工程建設(shè)中進(jìn)行了實際應(yīng)用，對其施工工藝、加勁效果、經(jīng)濟(jì)評價等進(jìn)行了分析研究。利用現(xiàn)場承載板檢測，通過BISAR軟件反算出路面基層的單層模量，得出土工格室對于提高級配碎石基層模量效果顯著，單層回彈模量可以提高2倍以上，當(dāng)量回彈模量可以提高50％以上