资源描述：
《隧道铺装结构及铺装材料的抗剪评价指标分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、隧道铺装结构及铺装材料的抗剪评价指标分析1112周昌群,张云霞,张琛琪,郑兴(1.重庆交通大学土木工程学院,重庆400074;2.贵州省公路工程集团有限公司,贵州贵阳550000)摘要:为对隧道铺装结构抗剪性能及铺装材料抗剪强度评1.2计算模型价指标进行分析,采用BISAR3.0计算软件分析了铺装层厚[3]按现行沥青路面设计规范,计算荷载采用标准双轮轴度、模量及面-基层间结合状态对剪应力的影响。结果表载100kN,胎压为0.7MPa,轮压半径δ=10.65cm。采用壳明:适当增加铺装层厚度可有效降低铺装层内部及层间的剪牌计算软件BISAR3.
2、0进行计算,假定x为行车方向,y为道应力,而铺装层模量对剪应力的影响较小;面-基层间状态路横断面方向,z为路面结构深度方向,剪应力计算点位为轮减弱会导致铺装层内部及层间剪应力增大,且最不利情况向载中心,如图1所示。抗剪性能薄弱的面-基层间移动;铺装层内部的最大剪应力及层间剪应力可作为隧道铺装材料抗剪强度的评价指标,能有效控制沥青路面的推挤壅包和剪切破坏等现象。关键词:隧道铺装;抗剪性能;评价指标;最大剪应力;层间剪应力中图分类号:U443文献标志码:B文章编号:1672-4011(2017)08-0102-02DOI:10．3969/j．is
3、sn．1672-4011．2017．08．052图1路面荷载分布0前言2隧道铺装结构抗剪性能分析对于复合式路面而言,由于隧道内基岩强度很高,一般2.1铺装层厚度对剪应力的影响不会出现整体结构强度不足的问题,从隧道铺装结构病害调为分析铺装层厚度对剪应力的影响,取铺装层厚度范围[1]查来看,其主要损坏模式为反射裂缝、剪切破坏、水损害为2~20cm,按2cm为单位进行厚度递增,其他参数保持不等。隧道铺装结构出现剪切破坏主要是由于车辆在隧道中变,如表1所示。计算结果如图2~3所示。频繁制动及加速,导致铺装层内部及层间产生较大的剪应力,如果铺装层材料抗
4、剪强度或者铺装层与水泥混凝土板的粘结强度不足,则会造成沥青混合料的剪切破坏或者沥青混合料从基层剥落而导致的破坏。本文通过BISAR3.0计算软件分析铺装层厚度、模量及面-基层间结合状态对剪应力的影响,并对隧道铺装结构抗剪强度评价指标进行分析,为隧道铺装结构的设计提供一定图2剪应力沿深度分布图3剪应力与铺装层厚度关系的参考依据。由图2~3可以看出,剪应力进入水泥混凝土板内时会1隧道铺装结构计算模型发生突变,呈先增后减趋势,突变幅度随厚度的增加先增大后减小,在厚度为14cm时达到最大,此时增幅为63.7%;最1.1隧道铺装结构选取大剪应力随铺装层
5、厚度的增加呈先减后增趋势,在厚度为6选取我国典型的隧道铺装路面结构进行分析,由文献cm到达最小值;铺装层层底剪应力与厚度呈负相关,降幅为[2]对隧道温度场的分析可知,在长隧道中,可将隧道看成一52.8%;水泥混凝土板层顶剪应力随厚度的增加先增大后减个比较封闭的环境,大部分路段处于温度较为均衡的状态,小,在厚度为8cm处达到最大,最大值为0.217MPa,较2cm因此,取20℃的回弹模量作为沥青混合料的回弹模量,如表时的0.131MPa增幅为65.7%。此外,当铺装层厚度为8cm1所示。表1隧道铺装结构基本计算参数时,水泥混凝土板层顶剪应力大小
6、与最大剪应力十分接近,需同时考虑铺装层内部和层间的剪切破坏。因此,适当增加结构层厚度/cm回弹模量/MPa泊松比铺装层厚度可有效降低铺装层内部及层间的剪应力。沥青铺装层812000.352.2铺装层模量对剪应力的影响水泥混凝土层20300000.15为分析铺装层模量对剪应力的影响,取铺装层模量范围混凝土找平层10160000.25为600~4200MPa,按600MPa为单位进行模量递增,其他参基岩—50000.25数保持不变如表1所示。计算结果如图4~5所示。由图4~5可以看出,增加铺装层模量对铺装层内部剪应力以及层间剪应力的影响较小,但会
7、改变最大剪应力出现收稿日期:2017-04-06作者简介:周昌群(1992-),女,贵州遵义人,在读硕士研究生,主要位置。当铺装层模量小于1200MPa时,最大剪应力出现在研究方向:道路与铁道工程。铺装层内(距路表4cm处);当模量大于1200MPa时,最大·102·剪应力出现在铺装层与水泥混凝土板层间。τmax≤[τ]R(1)式中,τ为理论计算得到的铺装层内部最大剪应力,maxMPa;[τ]为铺装层材料的容许抗剪强度,MPa。R3.2层间剪应力由力学计算分析可知,当铺装层与水泥混凝土板的粘结情况恶化时,层间将受到较大的剪应力,而过大的剪应力
8、又会加剧层间条件的恶化,形成恶性循环。因此,为了防治隧图4剪应力沿深度分布图5剪应力与铺装层模道铺装的层间剪切破坏,降低反射裂缝的产生,现阶段人们量关系普遍在层间设
