舊水泥路面瀝青加鋪層疲勞壽命預(yù)估方法研究.pdf

1、目前,中國有許多水泥混凝土路面需要進(jìn)行修復(fù),與瀝青路面相比,水泥混凝土路面修復(fù)相對困難,并對交通有較大的影響,而加鋪瀝青面層有方法簡單,工期短、造價低、對交通影響小、修復(fù)后的路面服務(wù)性能好等優(yōu)點,因此近年來得到廣泛的應(yīng)用.但往往由于原水泥混凝土板在溫度和交通荷載作用下產(chǎn)生變形,造成瀝青混凝土加鋪層在原接縫(裂縫)處反射開裂,環(huán)境因素的負(fù)面影響(雨水和氧化等)使得裂縫迅速向四周擴(kuò)展,從而引起瀝青混凝土加鋪層新的病害(龜裂、塊裂、坑洞等),

2、這樣不但減少了加鋪層的使用壽命,而且造成經(jīng)濟(jì)效益的損失.故控制與防治反射裂縫已成為加鋪層設(shè)計的重點.由于中國目前還沒有相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范,使這種路面的設(shè)計帶有經(jīng)驗性,缺乏科學(xué)的理論和依據(jù).該文以水泥混凝土路面瀝青混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)為主要研究對象,以線彈性斷裂力學(xué)原理與方法為指導(dǎo),采用有限元分析方法,對路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)估.瀝青混凝土加鋪層疲勞壽命N的預(yù)估,擬按反射裂縫產(chǎn)生前和反射裂縫擴(kuò)展兩個階段分分別計算.反射裂縫產(chǎn)生前,用傳統(tǒng)疲勞公

3、式來預(yù)估裂縫形成壽命Ni(initiation),反射裂縫擴(kuò)展過程中,用Paris公式來預(yù)估其壽命Np(propagation).顯然,N=Ni+Np.首先,根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)的原理計算擴(kuò)展裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子.然后通過對結(jié)果的分析,得出一些設(shè)計參數(shù)(瀝青混凝土加鋪層的厚度、模量,水泥混凝土的厚度、模量,基層頂面當(dāng)量回彈模量、嵌鎖模量)對其影響的規(guī)律,并擬合它們與應(yīng)力強(qiáng)度因子的關(guān)系式.最后,根據(jù)應(yīng)力強(qiáng)度因子得出路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,為路