舊水泥混凝土路面打裂施工控制參數(shù)及加鋪層研究.pdf

1、打裂壓穩(wěn)是舊水泥混凝土路面維修改造的有效方法之一。本文通過研究提出不同路基支撐條件下打裂壓穩(wěn)的施工控制參數(shù)和兩種破碎技術(shù)用于等級道路的路面結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)比選方案。對于舊水泥混凝土路面破碎技術(shù)的推廣應(yīng)用，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境具有重要的經(jīng)濟(jì)與社會意義。 采用剛性承載板法，對碎石化后路面各結(jié)構(gòu)層當(dāng)量回彈模量和打裂前后混凝土面板承載能力進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)測，并為有限元計算提供了取值參考。 通過大型有限元計算軟件ANSYS對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)計算

2、分析，利用SOLID65實(shí)體單元的開裂特性對打裂過程中舊混凝土面板的開裂狀態(tài)進(jìn)行模擬，并分析了不同路基強(qiáng)度對開裂狀態(tài)的影響，提出不同路基支撐條件下打裂壓穩(wěn)的施工控制參數(shù)。研究認(rèn)為，結(jié)構(gòu)層最大拉應(yīng)力與沖擊錘下落高度之間存在明顯的相關(guān)性，不同路基支撐條件下打裂壓穩(wěn)時應(yīng)采用不同的沖擊錘下落高度。 采用二維模型分析了不同交通軸載條件下不同加鋪層結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)響應(yīng)。研究認(rèn)為，舊水泥混凝土路面碎石化后采用半剛性基層+10cm瀝青混凝土作為一級

3、路加鋪層結(jié)構(gòu)是可行的。加鋪層結(jié)構(gòu)的疲勞破壞受控于面層，且隨著基層厚度的減薄，疲勞壽命逐漸減小。一般來說，瀝青面層厚度不應(yīng)低于10cm。打裂壓穩(wěn)層與加鋪層之間的接觸條件越好，路面結(jié)構(gòu)層的力學(xué)性能越好。 針對打裂壓穩(wěn)后加鋪新基層和瀝青面層的路面結(jié)構(gòu)，建立足尺寸三維道路模型進(jìn)行模態(tài)和瞬態(tài)動力學(xué)分析。結(jié)果表明： (1)在受到移動半波正弦荷載作用下，模型中部的節(jié)點(diǎn)逐漸受到激勵產(chǎn)生半波形位移，隨著移動荷載不斷接近目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)位移的

4、累積作用加強(qiáng)，位移值逐漸增大，直至在移動荷載抵達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上方時達(dá)到峰值。 (2)y向正應(yīng)力在新基層下層底面達(dá)到拉應(yīng)力最大值。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所受到的剪應(yīng)力在較短的時間內(nèi)發(fā)生交復(fù)變換，剪應(yīng)力效果明顯且在一定厚度內(nèi)有增大的趨勢，因此對路面結(jié)構(gòu)的層間接觸條件提出了較高的要求，特別是打裂壓穩(wěn)層表面。 (3)路基強(qiáng)度在打裂壓穩(wěn)后加鋪層使用性能方面的重要作用。 (4)超載1.1MPa時，路面結(jié)構(gòu)的各項動態(tài)指標(biāo)均有大幅提高，結(jié)構(gòu)的疲勞