水泥混凝土路面加铺沥青面层结构的抗裂性能分析.pdf

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1、水泥混凝土路面加铺沥青面层结构的抗裂性能分析张琦(安徽省蚌埠市公路局直属分局，安徽蚌埠233000)摘要：文章通过对不同结构层对抗反射裂缝能力的分析，指出通过增加应力吸收层、面层沥青混凝土增加纤维的结构形式，能有效避免或减缓反射裂缝的产生。关键词：沥青路面；应力吸收层；抗裂性能中图分类号：u418．8文献标识码：A文章编号：1673—5781(2o13)04—0485—03某路是蚌埠市的一条城市主干道及景观道路，建于反射裂缝的影响l3]。20世纪90年初，多年使用后出现一定程度的破损，需改在多年防治反射裂缝的实践中，国内外进行了大造以提升

2、道路功能及城市景观形象。由于城市道路受量研究，这些措施主要是改善沥青混凝土罩面层性标高、管线等控制，加铺基层、碎石化等改造方案无法接能，设置中间夹层和处治旧路面板。具体包括增加沥受。设计方案采用沥青层加铺方式，行车道为5cII1细青混凝罩面层厚度、应用改性沥青；SAMI、土工织粒式改『生沥青混凝土+8C1TI粗粒式改性沥青混凝土+物、土工格栅、粘结层；封填接缝、裂缝，破碎、稳定旧烧毛土工布+对缝粘贴聚酯防裂土工布。路面板等l4]。该方案中，主要采用加铺土工布的方法抑制水泥根据项目检测报告，旧混凝土面层整体评价优路面的反射裂缝，仅通过增加沥

3、青加铺层厚度来提高良，其接缝传荷能力与路面结构状态均为优良，并且面层的防裂效果，沥青加铺层的抗裂性并不突出，未设计方案已对裂缝、错台和板底脱空等病害进行了相针对反射裂缝进行设计，同时表面层采用5cm细粒应处理，所以采用白加黑改造方案是合理可行的。式改性沥青混凝土，也不利于路面的抗车辙性能，原优化设计方案，在水泥混凝土板上首先加铺1层路面结构形式施工时也易产生骨料离析，从而造成路2cm的橡胶沥青应力吸收层，其上再加铺2层采用面局部抗渗性较差，下渗水对基层及面层的破坏影响有机纤维增强的沥青混凝土，分别为AC-20和较大[1]。因此，需优化设计

4、。AC_13，如图1所示。1旧水泥混凝土路面加铺结构设计防止和控制反射裂缝是沥青加铺层设计的重点，旧水泥混凝土路面沥青加铺层是一种特殊的路面结构，应力应变特性与一般的弹性层状体系有较大差孝别。在接缝处由于相邻板块的竖向位移差，会出现较原设计方案新设计方案大的剪切应力，另外还受到温度应力的影响。所以，(a)(b)沥青加铺层处于复杂的三维应力状态_2]。图11日水泥混凝土路面加铺结构设计沥青加铺层反射裂缝主要由交通荷载和温度荷在旧水泥混凝土板及沥青加铺层之间，设置一层载引起，为防止温度荷载引起沥青加铺层反射裂缝，橡胶沥青、改性沥青防水毡、改性

5、沥青砂或柔性沥青目前主要限制接缝处板边位移。鉴于沥青混合料温混凝土这类应力吸收中间层防止反射裂缝，具有一定度疲劳开裂研究尚不成熟，并且在工程实践中不易检的效果。在上、下层之间起到一个缓冲层的作用，由测板边的水平位移，因此暂不考虑温度荷载对加铺层于其抗变形能力强和劲度模量低的特点，变形通过缓收稿日期：2013—05—14；修改日期：2013—05—24作者简介：张琦(1972一)，女，安徽蚌埠人，安徽省蚌埠市公路局直属分局工程师《工程与建设》2013年第27卷第4期485冲层传递至加铺层，可以起到降低裂缝应力峰值的作束，中间截面使用细化网格

6、，其他部位采用较粗网格。用，因此能预防和延缓反射裂缝的出现。加铺应力吸(2)温度场的变化。采用指数函数定量描述温收层后，即使加铺层开裂，而夹层尚未破裂，其夹层的差沿路面深度的分布，不计沥青混合料的应力松弛效防渗性能可以防止水分下渗。应，路面结构的初始温度设为0℃，忽略沥青混合料应力吸收只能延缓反射裂缝的产生，如果不采取的应力松弛效应嘲，其计算为：其他措施，反射裂缝最终还会产生。为提高沥青加铺fP1e-b0≤≤h层抵抗反射裂缝的能力，在沥青混合料中添加纤维，T(x，)=：=P2≤．y≤h+g(1)可以提高沥青混合料的抗拉强度和抗剪性能，从而

7、提lP3e-3h+g≤Y<+∞高路面结构的使用寿命。其中，P表示路面结构第i层表面的温差，且2旧路面沥青加铺层抗裂性能分析1fP2。=：：：P1e--bl(2)2．1有限元模型和计算参数其中，b表示控制温差随路面深度变化速度的因子，(1)路面结构模型。沿行车方向垂面将路面结构对于沥青路面、半刚性基层、土基组成的结构，一般取简化成平面应变问题_6，如图2、图3所示。取长为b]、b2、b3为5、4、3。10m，竖向6m，板缝宽为2iilYn，各层接触为完全连续(3)路面结构参数。路面结构参数表1所列¨]。状态，车辆荷载取BZZ-IO0，车轮荷

8、载简化成30cm的表1路面结构参数矩形荷载，采用有限元模型分析，面层与水泥板之间设应力吸收层时，采用相同的荷载形式计算荷载应力。沥青面层水泥板基层2．2旧水泥板裂缝对面层应力的影响士基为分析加