舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、如何控制瀝青加鋪層反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展是道路工程界所面臨的一大難題，由于舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層反射裂縫產(chǎn)生的普遍性與嚴(yán)重性，各國學(xué)者及工程技術(shù)人員對瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)與反射裂縫的研究一直十分活躍，其目的一是為了系統(tǒng)地揭示反射裂縫產(chǎn)生的力學(xué)機(jī)理，二是尋求阻止反射裂縫產(chǎn)生、發(fā)展的方法。由于這一問題的復(fù)雜性加之各地交通、氣候等條件的差異，在所取得的研究成果之間缺乏共同的認(rèn)識，目前國內(nèi)外對舊水泥混凝土路面加鋪層的結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計(jì)方法及施工技術(shù)等方

2、面的研究仍處于探索與試驗(yàn)階段。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對瀝青加鋪層反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理、加鋪層結(jié)構(gòu)的選擇等方面進(jìn)行系統(tǒng)、深入地理論分析，并在室內(nèi)外試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，探討舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的設(shè)計(jì)方法。 本文主要進(jìn)行了以下六個方面的研究工作：(1)依據(jù)路面斷裂力學(xué)基本理論與有限元方法對瀝青加鋪層反射裂縫的成因及擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了分析，研究了瀝青加鋪層厚度、模量、初始裂紋長度、降溫幅度及軸載等參數(shù)變化對瀝青加鋪層裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子的

3、影響程度。(2)對試驗(yàn)路采用的幾種新型加鋪層結(jié)構(gòu)的防裂機(jī)理進(jìn)行了分析。采用三維有限元方法分析了荷載及溫度作用下的水泥混凝土路面瀝青加鋪層應(yīng)力隨加鋪層模量、厚度及基礎(chǔ)模量的變化規(guī)律，重點(diǎn)對設(shè)置土工合成材料、應(yīng)力吸收層、大粒徑瀝青碎石裂縫緩解層、級配碎石裂縫緩解層等幾種加鋪層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力及耦合應(yīng)力的分析。(3)分析了水泥混凝土路面板破裂尺寸與瀝青加鋪層的荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力、耦合應(yīng)力及基層頂面的壓應(yīng)力之間的關(guān)系，在理論分析及試

4、驗(yàn)路研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為舊水泥混凝土路面板破裂的尺寸為100cm左右是合適的。(4)采用動力分析的三維有限元法對移動荷載作用下的舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)進(jìn)行了分析，研究了車輛行駛速度、瀝青加鋪層模量、基礎(chǔ)模量、路面結(jié)構(gòu)的阻尼系數(shù)等參數(shù)變化對舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層應(yīng)力、彎沉及彎沉差的影響程度，并與靜載作用下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比分析。(5)在室內(nèi)理想條件下采用大型試驗(yàn)儀器及MTS進(jìn)行了不同加鋪層結(jié)構(gòu)疲勞破壞的對比試驗(yàn)，模擬