冲击压实破裂稳固后对水泥混凝土加铺层结构影响的数值分析

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1、中外公路第30卷第l期10420l0年2月文章编号：1671—2579(2()lO)01—0l0}一O5冲击压实破裂稳固后对水泥混凝土加铺层结构影响的数值分析苏卫国。黄志松(华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640)摘要：该文采用有限元方法，利用Ansys软件结合薄板理论和弹性地基板理论建立板单元和连续半空间地基上的破裂后旧混凝土板块群与新加铺水泥混凝土路面的力学模型，计算分析旧水泥混凝土路面破裂块度大小及设置不同中间层对加铺层结构的影响。表明旧板破裂稳固可以有效减少和缓解新加铺层的反射裂缝；只有对旧板块的适度破裂，才能达

2、到理想效果。关键词：冲击压实；破裂稳固；水泥混凝土路面；加铺层；有限元方法；数值分析和缓解反射裂缝，而且能够充分利用旧水泥混凝土路l前言面板，环保再生，对路基进行补充压实，形成嵌锁稳固的新路面底基层，较传统路面改建方法修复质量有较在旧水泥混凝土路面修复工程中，无论是加铺沥大提高。在中国，冲击压实技术以其独特的优越性，一青混凝土面层(白加黑)，还是加铺新水泥混凝土面层出现就引起了公路部门的注意，并迅速在全国得到普(白加白)，将旧水泥混凝土面板及其基层和土基作为遍应用。新加铺层的承重层或支承体系是必然的，因而必须要但作为一项新兴技术，

3、中国目前有关冲击压实改保证其均匀、稳固，为新加铺层提供足够的支承。对已建技术的理论研究滞后于实践，特别是在冲击压实稳经破损或有潜在病害的旧水泥混凝土路面修复的方法固后的旧水泥混凝土路面上加铺新路面，主要的依据有：局部置换严重破损板、全断面挖除旧板、凿裂或凿还是经验法，尚未见系统的计算理论和分析模式。冲碎旧板并碾压、旧板底压浆稳板、冲击压实破裂稳固、压后，旧板在新的路面结构中适合做哪一层：基层、垫碎石化处理等。层或土基?冲压后，破裂板块的块度大小对加铺层有采用冲击压实机破裂饱固旧水泥混凝土板，不仅什么影响?冲压后，板块的破裂形式对加

4、铺层有什么可以恨速破裂并压实稳fIj混凝土路面板，有效减少影响?这些都是急需解决的问题。笔者通过建立三维书杀崇#书4-豢杀带豢一#带，*豢牛4-车书书书4-、}书警书弗书谱崇崇豢，崇带谱枭豢*豢诳崇靠柒嵌崇岽桊爿∈睾豢*∈_j：∈崇稚豢诺采豢睾豢谱采杀豢采崇求*∈诺豢求崇杀豢豢精豢豢睾豢谍只改造或加铺磨耗层即可，不需要进行结构性改造。4结语参考文献：[1]R6alisqtiondesRemblaisetdesCouchesdeForme，LCPC阿尔及利亚高速公路建偏重于依赖或参照法国及SETRA，2000．标准，从运营1O多年高

5、速公路目前的现状看，路面发[2]CataloguedesStructuresTypedeChauss6esNeuves，生疲劳开裂、车辙、抛包、推移等破坏现象不多。究其LCPC及SETRA，l998．原因，除了该国很少有超载车辆外，最重要的因素是路[3]黄晓明，等．路基路面工程[M]。南京：东南大学出版社，面结构体系的合理性，基层能够提供足够的层底拉应2006．力，垫层和PST能提供足够的支撑力，而磨耗层需要具[4]郭大智，等．层状粘弹性体系力学[M]．哈尔滨：哈尔滨工有足够的抗滑性能和抗磨耗能力，路面达到设计年限后业大学出版社，

6、2001．收稿日期：2009—05一Ll作者简介：苏卫国，男，博士研究生，副教授。E—mail：suwg@scut．edu．cn2010年第l期苏卫国，等：冲去压实破裂稳固后对水泥混凝土加铺层第{。影的数岱，=======：===============================：===========：==========：===================================_二：—=一一一一一=一=一—●一有限元模型，进行大量的模拟计算，对这些问题进行初可以把嵌挤咬合力简化成缘匀。步的探讨，以期作为选择

7、加铺层结构形式的技术依据。时，在该模型中旧混链上路嘲做阪中每个板块内部是连续的．然服从j囊f={j纾2路面结构有限元模型的建立布关系；板块之间叮以是完全不连续的：皈块下足文克勒地基，板块群与地基之问尤粘结力。¨脱空：，l【i铺为了考察破裂稳固板块及其加铺层结构在正常交的路面结构与板块群之问可以滑动，可以睨lj、通荷载作用下的力学行为，采用三维有限元数值分析。利用Ansys有限元分析软件，选用整体单元类型，其3交通荷载中旧路土基采用Drucker—Prager模型，对几何模型进行有限元网格划分。为了考察一般规律，施加倚载仍采用怀准轴

8、裁2．1结构模型BZZ一100，轴重100kN，轮压0．7MPa，单轮当量嘲(1)土基模型。尺寸取为3．5m×3．5mx5m。直径为21．3cm，为便于有限元分析计算．单轮当量圆因为路面行车荷载的影响深度一般不会超过5m，故作用范围折算为18．9c