設(shè)CA砂漿功能層的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、我國水泥混凝土路面在早期使用中經(jīng)常出現(xiàn)斷板、錯臺、脫空等結(jié)構(gòu)性破壞，嚴重地影響了水泥混凝土路面的使用性能，大大地縮短了水泥混凝土路面的使用壽命。分析原因、總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀后，本文提出了在水泥混凝土路面面層和基層間設(shè)置水泥乳化瀝青砂漿（簡稱CA砂漿）功能層的措施。目的是借助CA砂漿功能層的材料特性，改善面層和基層的不良受力狀況，防止層間過渡層的產(chǎn)生及破壞，保護基層免受沖刷，從而延緩水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)早期破壞。本文從力學角度出發(fā)，分析這種

2、新型水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的力學特性，具有重要的理論意義和實用價值。本文在借助實驗方法得到CA砂漿功能層真實材料參數(shù)的基礎(chǔ)上，建立了路面結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，進而研究設(shè)CA砂漿功能層水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的力學特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對國內(nèi)外水泥混凝土路面層間接觸狀態(tài)的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)和分析。研究表明，在水泥混凝土面層和基層間設(shè)置功能層是改善層間接觸狀態(tài)一種行之有效的方法，進而總結(jié)了目前常用的幾種功能層材料，分析其優(yōu)缺點，在此

3、基礎(chǔ)上提出了在水泥混凝土路面基、面層間設(shè)置CA砂漿功能層的措施。⑵在前人研究的基礎(chǔ)上初步擬定了3種CA砂漿材料的配合比，按照配合比配置混合料，測定材料的物理力學性能指標，篩選出其中一種性能較優(yōu)的配合比;將CA砂漿材料粘彈性本構(gòu)關(guān)系模型選定為Burgers模型，通過做蠕變試驗擬合得到Burgers模型的四個參數(shù)，并借助拉普拉斯變換將其轉(zhuǎn)化為ABAQUS中prony級數(shù)下的粘彈性材料參數(shù)，并通過有限元方法驗證了CA砂漿粘彈性模型的正確性。⑶

4、建立靜荷載作用下的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)模型，對比分析設(shè)CA砂漿功能層后路面結(jié)構(gòu)豎向位移及荷載應(yīng)力的變化情況，分析CA砂漿功能層的作用;對設(shè)CA砂漿功能層的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)力學性能進行參數(shù)影響分析，并針對分析結(jié)果對路面結(jié)構(gòu)層主要參數(shù)提出合理性建議，特別針對不同基層類型給出了合理的功能層厚度。⑷建立移動荷載作用下的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)模型，針對半剛性基層、剛性基層水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，分別分析了設(shè)CA砂漿功能層前后路面結(jié)構(gòu)最大彎沉值隨荷載的移動

5、波動情況，面層和基層最大壓應(yīng)力、層底最大拉應(yīng)力及水平方向最大拉應(yīng)力隨荷載的移動波動情況，分析波動規(guī)律，并提取峰值應(yīng)力進行比較，分析CA砂漿功能層的作用。結(jié)果表明:設(shè)置CA砂漿功能層的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，豎向位移降低，面層、基層壓應(yīng)力、層底最大拉應(yīng)力以及水平方向的拉應(yīng)力均有不同程度的降低。通過對比分析，論證CA砂漿功能層可以改善水泥混凝土路面受力性能。研究成果具有較好的工程應(yīng)用價值，可為CA砂漿功能層在水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)中的推廣應(yīng)用提供參