超薄水泥混凝土路面结构与材料设计研究

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1、RMC：M本刊特稿Specia1St。超薄水泥混凝土路面结构与材料设计研乡Re~：archOl1Smlc~eandMa~lialDesi~rUltla--lqinWhi~R)pping杜小婷长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安7lOO64赵卫东陕西省铜川公路管理局，陕西铜川7270310引言超薄水泥混凝土(uTW)路面养护维修技术是道路罩面养护的有效方法，对改善路面使用性能、提高承载能力、延长道路使用寿命具有明显作用。该方法施工工艺简单、成本低廉，后期维修方便，在广大农村地区低等级道路上有着广阔的应用前景。目前II1、v路

2、面设计一般参考普通水泥混凝土路面设计规范，国内针对纤维增强水泥混凝土路面特点的设计方法尚无深入研究。因此，本文在理论计算与分析、室内试验和试验路研究的基础上，参照公路水泥混凝土路面设计规范的有关规1．1荷载应力分析定，借鉴国内外路面设计方法研究在分析u1r、v路面结构荷载应力成果，对比分析普通水泥混凝土和时，采用如图1所示的弹性三层体3种纤维增强混凝土的强度性能和系模型，将5～10cn1厚的Irr、V路面疲劳性能，确定适@UTW路面使用板视作面层，沥青层视为基层，旧的水泥混凝土增强纤维和配合比组沥青路面基层以下部分视为综合地成，提出了适

3、用于普通水泥混凝土基。假定沥青层与综合地基之间为和纤维增强混凝土I爪v路面结构设完全连续接触，1厂rw路面板与沥青计方法，供设计与养护施工部门参层之间分别选取完全连续和滑动接考使用。触两种极端情况，对IJrw路面板底RMCM本刊特稿SpecialStOry尺寸／J、，根据国内外关于水泥混凝的厚度和品质对IJTw路面的使用性中，分别选取了5L邗、8cl11和10crn土路面温度场和温度应力研究结果能具有明显影响。因此，在1兀、v路三种厚度，以及普通混凝土、钢纤可知，uTW路面温度应力通常很面结构设计中应考虑剩余沥青层对维混凝土和聚丙烯纤维

4、网混凝土3小。计算分析表明：相同温度梯度荷载应力的影响。种混凝土。作用下，板边底部中点温度翘曲应研究表明，路面板底弯拉应力力随着板厚的增大而增大，且增大随沥青层厚度基本呈线性变化，且2_2I爪／＼／路面板平面尺寸幅度逐渐减缓；温度应力随的增斜率与丘有关，随着沥青层弹性模由于IIT、Ⅳ路面面板厚度薄，为大而增大，且呈线性关系，丘每增量的增大，板底弯拉应力呈曲线减减小板内荷载应力，通常平面尺寸大200MPa，温度应力增大约0．015小。对于相同的，随路面板厚度较小，适宜接缝间距为0．6～1．8m，MPa，提高10％左右。如图6所示，的增大，

5、荷载应力随沥青层厚度线板块通常划分为矩形。温度翘曲应力随路面板接缝间距的性变化的斜率逐渐减小。路面板越通过理论计算得出，路面板平增大呈曲线增大，增长幅度逐渐减薄，沥青层厚度受板底弯拉应力的面尺寸对板荷载应力的影Ⅱ向程度与小，但接缝间距大于1．4m后，应力影响越明显，保证足够厚的有效沥板厚度、层间接触状况相关。当路提高率明显减小；由图7可知，温青层对uTw路面的使用性能越重面板与地基完全连续接触时，板平度应力随综合地基弹性模量的增大要。在相同路面板厚度下，随沥青面尺寸大于1．0mX1．0m，对荷载应呈凸曲线形式变化，当综合地基弹层厚度的增

6、大，应力变化率逐渐减力影响较小，可以忽略；当板平面性模量大于160MPa后，温度应力小。板厚较小时，当沥青层厚度大尺寸小于1．0mX1．0m时，则必须进明显减小，而且减小幅度很大。于6cm后，应力变化率明显减小。行应力修正。层间滑动接触时，板通过分析可知，影响温度应力路面板越薄，沥青层厚度与弹性模厚为7cn1和平面尺寸为1．2mX1_2m的主要因素是路面板厚度、接缝间量对应力影响越大，故应控制沥青是弯拉应力变化曲线的分界点。当距和综合地基弹性模量。IJTw路面层厚度大于6LⅦ，以有利于I厂r、V路板厚不大于7cm时，板平面尺寸宜板在使用

7、过程中的温度翘曲应力远面的使用。控制在1．2mX1．2m以下，这样对减小于荷载应力，在设计中可暂不予小弯拉应力作用明显，从而在理论考虑。上验证了在美国大量试验路研究中得出的结果。滑动接触时应力的提1-3旧沥青路面承载力分析2．1l爪～路面结构层厚度高率随板厚的增大而减小，随板平旧沥青路面铣创后剩余沥青层U1W路面结构层厚度主要包括面尺寸的增大而增大，故对于板厚。·25路面板厚度、铣刨后沥青层剩余有较薄时，选用较小的平面尺寸，有效厚度、补强层或整平层厚度。路利于I爪v路面长期保持使用性能。O20面各结构层具有合理的厚度组合，在试验路修筑中

8、，对不同板厚、不有利于UTw路面长期保持使用性同混凝土分别选择了0．9m、1．1m和。能。当旧沥青路面的承载能力不1．5m三种接缝间距，在观测期内使O05符合控制标准值要求时，设置补强用状况均良好。层。补强