級(jí)配碎石層格室加勁技術(shù)研究及其效果評(píng)價(jià).pdf

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

2、，而且沒(méi)有半剛性基層的缺點(diǎn)，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(jí)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(duì)比。分析表明，土工格室的使用，有效地限制了級(jí)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(jí)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(wú)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(shí)，土工格室加固級(jí)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(jí)配碎石加土工格室基層結(jié)構(gòu)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。 隨后，利用有限元模型，對(duì)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(duì)施工車(chē)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(wú)論是抗拉還是抗剪，土工格室加固級(jí)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(huì)使面層拉應(yīng)力、拉應(yīng)變變得不利，但對(duì)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(duì)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(chē)輛行駛時(shí)加速或制動(dòng)導(dǎo)致的水平力，以及在小半徑彎道上車(chē)輛行駛時(shí)導(dǎo)致的橫向水平力，都對(duì)路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的各項(xiàng)應(yīng)力指標(biāo)影響極大，在路面設(shè)計(jì)時(shí)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(chē)輛行駛于未完工的路面結(jié)構(gòu)之上，同時(shí)嚴(yán)格控制施工期間運(yùn)載車(chē)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(duì)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(guó)內(nèi)高速公路工程建設(shè)中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，對(duì)其施工工藝、加勁效果、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等進(jìn)行了分析研究。利用現(xiàn)場(chǎng)承載板檢測(cè)，通過(guò)BISAR軟件反算出路面基層的單層模量，得出土工格室對(duì)于提高級(jí)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