旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力分析.pdf

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1、路基工程SubgradeEngineering2013年第4期(总第169期)旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力分析卢明华(江西省公路机械工程局，南昌330006)摘要：目前旧水泥混凝土路面的改造工程中，采用沥青加铺层是比较常见的方案，并在其间设置应力吸收层来控制反射裂缝。利用BISAR3．0程序分析了应力吸收层厚度和模量变化，对旧水泥混凝土路面非接缝和非裂缝区沥青加铺层结构应力的影响。计算结果表明：随着应力吸收层厚度的增加，沥青加铺层的路表弯沉和层底拉应力也不断地增加，并使路面内部的拉应力和剪应力均有不同程度的增大，且随着应力吸收层模量的增大，沥青加铺层内部的路表弯沉和层底拉应

2、力及路面内部应力和剪应力均有不同程度的减1,I、。关键词：道路工程；旧水泥混凝土路面；沥青混凝土加铺层；应力吸收层中图分类号：U416．217文献标志码：A文章编号：1003—8825(2013)04—0116一o40弓I言一些道路上得到应用，但目前对应力吸收层理论研在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土，并在究尚不深入，因此需要对旧水泥混凝土路面设置应其间设置应力吸收层，是水泥混凝土路面改造的一力吸收层后沥青加铺层的应力、应变规律进行分析。种方式，这种方式在公路或城市道路改造中都用得本文利用弹性层状理论体系计算程序BISAR3．0，分较多，不仅有效地利用旧水泥混凝土路面，节约工

3、析吸收层的厚度和模量变化对沥青加铺层内部应力、程投资，还能充分发挥旧水泥混凝土路面的力学特应变的影响。得到相应的结论，有利于旧水泥混凝性，改善旧路面的使用性能，便于一次维修。土路面采用沥青混凝土进行改造。旧水泥混凝土路面强度一般能满足结构方面的要求，然而新加铺的沥青面层很容易产生裂缝、剥1试验方案落、开裂等病害，特别是在行车荷载及环境因素下以路面结构为弹性层状体系，研究对象由沥青引起沥青加铺层的反射裂缝，是旧水泥混凝土路面加铺层、应力吸收层及水泥混凝土面板和基础组成，加铺沥青混凝土的致命缺陷。针对这一问题，国内各结构的计算参数，如表1。基础的弹性模量为原外进行了很多研究。国内

4、使用较多的措施，是在沥路面基层、下基层、垫层和路基当量值。在计算分青加铺层和旧水泥混凝土路面之间，添加一层应力析时，不考虑水泥混凝土路面的裂缝。吸收层，因应力吸收层沥青含量较高，细集料多，表1路面结构计算参数粘附性强，可以消除部分应力集中现象，减缓水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的产生。应力吸收层具有吸收应力，减小车辆荷载对水泥混凝土路面板的冲击作用，使板底应力降低，起到改善基层与路面板之间的隔离作用和防止路表水下渗的作用。另外，还可减小半刚性基层收缩裂缝对路面板的影响，承受拉应力。虽然应力吸收层在设置应力吸收层后，其厚度和模量变化对沥青加铺层的应力、应变具有一定的影响。通过

5、调整应收稿日期：2012—10—24力吸收层厚度为1～7cm，弹性模量为200—1200作者简介：卢明华(1975一)，男，江西南昌人。高级工程师，硕士．主要从事公路工程建设工作。Email：2864362873．MPa，分别计算沥青混凝土加铺层路表弯沉及加铺qq·COrno层层底和加铺层内的应力变化情况，计算点选择沥卢明华：旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力分析青加铺层内部双轮荷载中心轴处。分析计算时考虑计算时，调整应力吸收层的厚度和模量，分析标准荷载，双圆荷载中心距为15．98cm；层间接触沥青加铺层路表弯沉及加铺层层底应力的变化。从状态假定为完全连续。路面结构，如图1。图2

6、可知：随着应力吸收层厚度的增加，沥青加铺层的路表弯沉不断变化，说明沥青加铺层的路表弯面面商沉受应力吸收层厚度影响很大。当吸收层模量较低时，路表弯沉的增幅比较明显；当应力吸收层模量沥青加铺层为200MPa时，路表弯沉在吸收层厚度变化时其增幅达到了55．81％，而随着模量的增加，路表弯沉!应力吸收层的增幅不断减小；当模量达到1000MPa时，路表弯1沉几乎不随应力吸收层厚度变化。j旧水泥混凝土层l由图3可知：随着应力吸收层厚度的增加，沥l青加铺层层底拉应力不断变大，当吸收层厚度较薄基础时，层底拉应力的变化较大；当应力吸收层厚度达到4cm后，其厚度的增加对层底拉应力的影响减弱，且随

7、着吸收层模量的增大，层底拉应力不断变小。这可理解为，随着吸收层模量的增大，变形性图1路面结构示意能优良的柔性应力吸收层，向抗变形较差的沥青混凝土过渡，当吸收层模量为1200MPa，且假定路面2计算结果分析结构各层层间完全连续时，应力吸收层即可理解为2．1路表弯沉及加铺层层底应力沥青加铺层的一部分。图2、图3为应力吸收层厚度变化下，沥青加铺出现上述情况，是因为在层间完全连续状态下，层路表弯沉和层底应力的变化规律，沥青加铺层层设置的应力吸收层模量低于半刚性基层，相当于在底应力为拉应力。面层板和半刚性基层中间