瀝青冷再生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及工程應(yīng)用分析

1、<p>　　瀝青冷再生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及工程應(yīng)用分析</p><p>　　摘要：本文依托某高速公路維修工程進(jìn)行研究，首先對(duì)該路設(shè)計(jì)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，采用冷再生方式可以有效減小結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。之后采進(jìn)行了改建前后結(jié)構(gòu)響應(yīng)對(duì)比，最后證實(shí)，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)較原結(jié)構(gòu)抵抗疲勞變形能力更為有效，通過此項(xiàng)研究，不但證實(shí)了對(duì)冷再生結(jié)構(gòu)良好的受力特性，更為今后類似工程提供經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>

2、;　　關(guān)鍵詞：瀝青冷再生 優(yōu)化 動(dòng)力響應(yīng) 疲勞變形 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TV442+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1 背景工程介紹 </b></p><p>　　天津某高速公路通車至今已八年，在重載交通和氣候的綜合作用下，路面相繼出現(xiàn)了裂縫和車轍等病害。通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，橫向裂縫完全貫穿水穩(wěn)層，說明水

3、穩(wěn)基層損壞嚴(yán)重。 </p><p>　　2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇 </p><p>　　基于此，設(shè)計(jì)擬采用兩種待定方案對(duì)道路結(jié)構(gòu)層性能進(jìn)行提升。方案A，采用傳統(tǒng)挖補(bǔ)方式進(jìn)行維修，面層銑刨10cm，鋪筑6cmAC-20+4cmAC-13；方案B，采用瀝青冷再生方式進(jìn)行維修，首先銑刨18cm結(jié)構(gòu)層，之后在水穩(wěn)頂面做18cm水泥再生+16cm泡沫瀝青再生+6cmAC-20+4cmAC-13。 &l

4、t;/p><p>　　慮舊路模量在新建基礎(chǔ)上折減[1] ~[2]，道路計(jì)算參數(shù)如表1、表2所示： </p><p>　　表1 方案A道路結(jié)構(gòu)參數(shù) </p><p>　　表2 方案B道路結(jié)構(gòu)參數(shù) </p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比 </b></p><p>　　采用BISAR3.0設(shè)計(jì)軟件進(jìn)

5、行結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)計(jì)算，計(jì)算采用我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100，雙圓均布荷載下層狀體系路面結(jié)構(gòu)為計(jì)算[3]~ [6]，計(jì)算點(diǎn)取右輪中心點(diǎn)。為符合右手坐標(biāo)系習(xí)慣，設(shè)行車方向?yàn)閄向，道路橫斷面為Y向，結(jié)構(gòu)層深度方向?yàn)閆向。計(jì)算中，取對(duì)路面結(jié)構(gòu)影響較嚴(yán)重的因素進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1～圖3所示。 </p><p>　　圖1 Z方向位移對(duì)比圖2 Y方向主應(yīng)力對(duì)比 </p><p>　　圖3 Y方向主應(yīng)

6、變對(duì)比 </p><p>　　由計(jì)算結(jié)果可知，不難得出以下結(jié)論： </p><p>　　1、方式B可以有效控制結(jié)構(gòu)Z方向位移，B方式較A方式有效降低位移7%左右。 </p><p>　　2、Y方向主應(yīng)力過大容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞開裂，方式B應(yīng)力值小于方式A應(yīng)力值，且變化幅度，說明方式B較方式A對(duì)于Y方向主應(yīng)力更加不敏感；相同，Y方向主應(yīng)變也能得出類似結(jié)論。 </p&

7、gt;<p>　　3、對(duì)于Z 方向主應(yīng)變，兩種改建方式相差無幾，呈交替狀態(tài)，但總的趨勢(shì)仍為方案B小于方案A。 </p><p>　　綜上所述，實(shí)際工程采用方式B。 </p><p>　　4 結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)分析 </p><p>　　采用大型有限元計(jì)算軟件ABAQUS對(duì)改建前后結(jié)構(gòu)受力狀況進(jìn)行計(jì)算，選取位移、應(yīng)力及應(yīng)變?nèi)齻€(gè)指標(biāo)分別進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖4～圖6

8、所示。 </p><p><b>　　改建前 改建后 </b></p><p><b>　　圖4結(jié)構(gòu)位移對(duì)比 </b></p><p><b>　　改建前 改建后 </b></p><p>　　圖5結(jié)構(gòu)X向應(yīng)力對(duì)比 </p><p><b>　

9、　改建前 改建后 </b></p><p>　　圖6結(jié)構(gòu)X向應(yīng)變對(duì)比 </p><p><b>　　5 結(jié)論 </b></p><p>　　1、通過改建前后結(jié)構(gòu)位移對(duì)比發(fā)現(xiàn)，改建后結(jié)構(gòu)表面位移下降了約13%，說明泡沫瀝青再生基層給結(jié)構(gòu)提供了良好的支撐； </p><p>　　2、通過圖5不難發(fā)現(xiàn)，X方向路面結(jié)

10、構(gòu)層大都處于壓應(yīng)力區(qū)，僅結(jié)構(gòu)層底部40cm左右出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)，通過本文推薦的改建方式，有效降低拉應(yīng)力17%。通過圖8可以明顯的發(fā)現(xiàn)，采用泡沫瀝青方式可以有效降低面層頂面壓應(yīng)變及結(jié)構(gòu)層底面拉應(yīng)變，并且減小了高應(yīng)力區(qū)范圍，使結(jié)構(gòu)大部分處于低應(yīng)力水平下，這對(duì)于提高結(jié)構(gòu)疲勞壽命非常有益。 </p><p>　　3、應(yīng)變可以得到同應(yīng)力類似的結(jié)論。改建后面層應(yīng)變下降了21με，而結(jié)構(gòu)層底面應(yīng)變下降了20με，說明對(duì)于破損路面改

11、造，對(duì)于性能劣化的材料，我們希望盡可能減小結(jié)構(gòu)主應(yīng)變的情況下，泡沫瀝青再生方式可以作為舊路改造的首選。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]Sebaaly, B. E., M. S. Mamlouk, and T. G. Davies. Dynamic Analysis of Falling Weight Deflectome

12、ter Data. In Transportation Research Record 1070, TRB, National Research Council, Washington, D.C., 1986, pp. 63-68. </p><p>　　[2]申愛琴，張艷紅.三類瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)的對(duì)比分析[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009,29（4） </p><p>