沥青混凝土与水泥混凝土界面剪应力分析.pdf

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1、公路2012年1o月第1O期HIGHWAY0ct．2012No．i0文章编号：0451-0712(2012)10-0041-02中图分类号：U414．2文献标识码：B沥青混凝土与水泥混凝土界面剪应力分析张太忠(中交二公局萌兴工程有限公司西安市710119)摘要：在桥面铺装、隧道加铺以及旧水泥混凝土加铺工程中，沥青混凝土与水泥混凝土界面之间黏结性能的好坏直接影响路面的使用性能。采用有限元计算方法，分析了水泥混凝土与沥青混凝土界面之间的剪应力随荷载状况、加铺层厚度变化的影响；并选用3种界面黏结材料进行

2、室内模拟试验研究，得到了其界面之间剪应力的一些变化规律。关键词：水泥混凝土路面；沥青混凝土加铺层；界面剪应力；黏结材料为了提高桥面和隧道路面的行车舒适性，一般(1)水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层，其理都要在隧道、水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土。论模型既区别于弹性层状体系，也不同于弹性地基但因沥青混凝土和水泥混凝土材料的强度、变形及上的板，为便于理论分析，结合一些实际情况，采用相容性等均存在较大的差别，两种路面结构界面的如下假设：黏结技术显得非常重要。据调查，凡是有刚柔路面①各层为均质的各向同性的

3、线弹性体；结构的桥面铺装发生早期病害的情况普遍存在，这②每一层之间的接触面为完全连续的；可能是设计方面认识不足，或界面黏结材料性能参③不计路面结构的自重影响。差不齐，或超载交通的普遍存在，或施工缺陷等，影(2)汽车荷载采用双圆均布垂直荷载，标准轴载响因素较多。当然也有使用环境和自然气候的原BZZ一100，轮胎内压为0．7MPa。因，特别是桥梁结构，变形大，温差大，对黏结材料的1．2沥青混凝土加铺层厚度对界面剪应力的影响适应性要求高。另一方面，黏结层还应有防水的功水泥混凝土与沥青混凝土铺装层之间的受

4、力状能，一般沥青混凝土铺装层只有4cm厚，路面水易况是比较复杂的，特别是高温季节，桥面比一般路面于通过空隙渗透到界面层，在荷载作用下，形成高压温度高，要求铺装层有优良的高温稳定性；由于沥青水流，冲击界面结构，造成早期病害。混凝土与水泥混凝土材料的相容性差，两者界面间目前，高速公路向西部延伸，向山区进发，桥隧的黏结性能显得更为重要，黏结性能直接影响着这比占线路总长50以上，有的达到8O，桥隧铺装种复合路面的使用性能。所谓黏结性能在水平方向层界面处治受到行业内广泛关注。而界面处治技术就是抗剪能力。有资

5、料报道，增加沥青混凝土加铺中，界面抗剪尤为重要，本文采用有限元方法，计算层的厚度，可以增加其与水泥混凝土界面间的黏结分析了水泥混凝土与铺沥青混凝土界面之间的剪应性能，可在一定程度上防止沥青混凝土面层相对于力随铺装层厚度变化及随荷载影响的变化规律；同水泥混凝土板的滑移。但单纯依靠增加沥青混凝土时，选用当前市面上常用的几种防水黏结材料进行加铺层的厚度是不现实的：一方面增加加铺层厚度室内试验，得到了一些较为重要的结论，对相关工程可能受到路面标高的限制；另一方面增加加铺层厚实践有参考价值。度，必将大幅增加

6、路面造价。因此，需要寻找其他经济可行的方法来增强沥青混凝土与水泥混凝土界面1有限元方法分析沥青混凝土与水泥混凝土界面的黏结强度。剪应力本文从3．5cm厚铺装层开始计算，每增加1．1沥青混凝土与水泥混凝土界面接触模型2cm，层间剪应力有明显的下降，但当厚度达到10cm收稿日期：2012—04—15一42一公路2012年第1o期后，剪应力下降不明显，不同沥青混凝土加铺层厚度2．1试件的制备与试验结果对界面间剪应力的影响见表1所示。试验需要的试件一共2组8块，每组分别是未涂刷任何界面处理材料的水泥混凝土

7、与沥青混凝土表1不同沥青混凝土加铺层厚度对试块(以下简称试块)1块，以及所选3种界面处理界面间剪应力的影响材料试块各1块。具体制备方法如下：方』煎星坚廑3．5681O1214在抗车辙试模中成型3．5cm厚沥青混凝土试cm件共2组8块，经过养生周期(28d)后每组各选取1Ymax／MPaO．36O．28O．21O．17O．16O．16块试块不做界面处理，其余每组3块试块涂刷界面1．3超载对沥青混凝土与水泥混凝土界面剪应力处理剂(300g／m。)；干燥后换上7cm高的模具，在的影响水泥混凝土试件上面再

8、成型3．5cm厚的沥青混凝伴随着公路建设的蓬勃发展，交通量的迅猛增土试件；冷却后成模，切割成100mm×100mm的加，疲劳荷载应力会大幅提高。当然，更重要的是超试块；将100mm×100mm试块在要求的试验温度载交通，在过境交通中，出现了许多特大型的运输车下恒温3h，做压剪实验。试验结果见表3。辆，总载重可达1200kN，单轴轴重达240kN。受表3沥青混凝土与水泥混凝土间不同界面经济利益的驱动，载货车辆中，除空车外，80有超处理材料抗剪能力试验载现象，特别是一些运煤车辆及矿业车