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时间:2018-10-19
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1、精铣刨工艺在沥青路面层间处治中应用【摘要】为了研究精铣刨工艺实际的路用性能,采用数值分析与工程实际相结合的方法对其层间粘结状态进行研究。结果表明:与传统施工工艺相比,采用精铣刨可有效提高层间粘结强度,为改善弹性层状体系间的连续状态提供强有力的保障,具有很好的应用价值和推广前景。[Abstract]Inordertostudytheroadperformanceoffinemillingtechnology,themethodcombiningnumericalanalysisandengineeringpractisewasadoptedtoresearc
2、htheinterlayerbondingstate.Theresultsshowthat:comparingtotraditionalconstructiontechnology,thefinemillingtechnologycaneffectivelyincreasethebondingstrengthbetweenlayers,andprovidepowerfulguaranteeforthecontinuousstateinelasticlayeredsystem.【关键词】沥青路面;精铣刨;抗剪强度;构造深度【Keywords】asphaltp
3、avement;finemilling;shearstrength;texturedepth中图分类号:U418.3文献标志码:B文章编号:1000-033X(2012)04-0066-030引百沥青路面层间粘结性能的好坏直接影响道路的使用性能和服务寿命,从沥青路面损坏现场所取芯样可以看出,有相当一部分路面基层与面层间完全脱开,直接或间接地导致路面病害产生,在变速、转弯或旧路罩面处的表面滑移也是由于路面层间粘结力不足所致。因此,路面层间粘结问题被广泛关注。中国沥青路面设计所采用的弹性层状体系,原则上是按照层间连续状态,用APDS专用程序进行厚度计算,采取技
4、术措施保证各层的紧密结合,使其层间处于连续状态[1]。但路面结构在实际工作状态中是不完全连续的(对沥青面层与半刚性基层间常温下洒布透层油后,路面层间相当于具有65%〜78%的粘性),或是滑动的。因此,层间粘结作用的缺失导致直接接触面上下层之间出现应力突变,且随着粘结作用的不断缺失,这种趋势将进一步增强,从而导致路面内部的受力状态发生严重改变,路面的疲劳寿命受到很大的影响[2]。表现最为明显的是半刚性基层沥青路面中无机到有机的过渡,即基层与面层的连接。国内外研究结果表明,当前解决此问题最普遍的办法是通过喷洒透层油等化学手段来实现无机到有机的过渡,但效果不甚理
5、想。为此,我们在石家庄市环城公路工程中对精铣刨工艺在沥青路面基面层间处治的应用进行了试验研究。1精铳刨概念精铳刨是相对于普通铳刨的一种新工艺,是WIRTGEN公司为改善路面使用性能、提高路面维修养护质量和降低维修养护成本而开发的一项新的铣刨工艺。该工艺要求铣刨机转子刀间距不大于6mm,且具有单线双刀(即:铣刨转子每转每条单作用线上刀头要切削基面2次)功能,以得到处治基面纹理更精细、铣刨质量更高的处治基面,标准铳刨和精铣刨的示意图分别如图1、2所示。2数据分析2.1模型的建立做直剪试验,以确定精镋刨措施下层间粘结情况,其中模型尺寸完全参照马歇尔试件尺寸,试件
6、直径101.6mm,高度63.5mm。试件边界条件转动滑动约束为0,根据试验的实际情况,1min剪切位移10mm,移动期间不断读取反力值,并以此为基础计算抗剪强度,模型直径101mm,高度63.5irurio2.2结果分析引入损伤原则对直剪试验进行分析,当荷载增加到一定程度,试件开始产生损伤并扩展,引入损伤变量w来描述微缺陷区域的面积[3]。当w=0时,试件不存在微裂纹和微缺陷;当开始产生裂纹但裂纹不闭合时,损伤增量dw>0;当试件出现宏观裂纹并开始发生断裂时,w=lo最后,对精铣刨处治水泥稳定碎石基面现场采集的数据样本进行数值建模及有限元分析,结果见图3
7、。通过数值仿真,对比分析采用原沥青、SBS沥青、橡胶粉改性沥青、精铳刨等方案对基层与面层间粘结强度的影响。分析结果表明:采用精铣刨处治可使层间结合强度提高12.5%〜54.3%。3工程实践3.1设备选择分别对三一重工SM2000C、徐工RG101和维特根W2000三种镜刨机,从最大铣刨宽度、最大铣刨深度、刀具数量、铣刨轮直径、工作速度、离地间隙、发动机额定功率等机械参数进行了对比分析[4-5],选择了更换镜刨毂更方便、技术更成熟、性能更加稳定的维特根W2⑻0镜刨机。W20⑻精铣刨机设备参数如表1所示。3.2混合料级配及工作参数石家庄环城公路水泥稳定碎石基层
8、,基层混合料采用振动成型法设计,为骨架结构,7d强度为5.0MPa
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