复合式长寿命路面反射涨裂机理与防治技术研究

发布时间：2019-10-13 11:21

【摘要】：自上世纪90年代,我国修筑了国内第一条复合式路面后,由于复合式路面在承载力方面的优势,越来越多的路段开始采用复合式路面结构。复合式路面结构中沥青层缓和冲击能力要比单一路面结构要强,可以大幅减少水泥混凝土板的破坏,在复合式路面结构上行车时行车舒适,并且施工期较短、养护较方便等优点。但是,在复合式路面结构中水泥混凝土板间受到行车荷载及温度应力等外界因素作用下,会产生相对位移,若由于混凝土板间位移产生的拉应力大于沥青面层抗拉强度时,面层会由上及上产生裂缝破坏,即反射裂缝。在环境及行车荷载共同作用下,会加剧裂缝破坏速度,同时裂缝会向四周迅速扩展,并且水分极易通过裂缝渗入到基层中,可能会产生沉陷、翻浆、卿泥等道路病害,缩短复合式路面的使用寿命。论文首先对许尉高速进行了大量实地的调研和收集本论文研究和应用的相关资料,初步了解了复合式长寿命路面和反射涨裂病害的情况。在大量统计数据和实地图像信息的基础上,从涨裂病害的空间分布特征入手,基于敏感性分析的原理,作者提出了一种新的在评价不同路面时路段特征属性与涨裂病害关联性的“涨裂指数”指标,评价了反射涨裂病害的主要破坏因素进而分析得到了反射涨裂病害的具体机理。其次,针对涨裂病害的具体破损机理提出了一种新的修补材料,并将其与现有两种修补材料进行抗裂、粘弹等性能的对比试验,得到了此种新型材料能够满足对涨裂病害进行修补的结论。最后,使用新材料,结合设计的新型工艺在许尉高速进行了实地的施工验证,得到了满意结果。依托项目成果,能够解决目前针对复合式长寿命反射涨裂病害处置寿命较短的问题,对提高复合式长寿命路面路用性能,延长道路使用寿命具有重要意义。
【图文】：

疲劳开裂,透空,裂缝宽度,面层

还是多种因素综合作用下引起复合式路面反射涨裂，一般情况下可以分为以下三个阶段即起裂阶段、稳定扩展阶段和破裂阶段[42]。2.2.1 反射涨裂的起裂在对水泥混凝土基层涨裂处进行分析时，整个水泥混凝土路面结构体系的边界条件都会发生很大的变化。由于涨裂的存在，路面结构在外加荷载作用下产生的应力和位移在基层的涨裂病害处不在连续，尤其是在涨裂病害正上方的沥青面层底部处（图 2.2-1）会有很大的应力集中，这是涨裂处向沥青层传播的根本原因。在通常情况下反射裂缝可以分为两种类型，即温度型涨裂和荷载型裂缝，由温度变化引起的称为温度型涨裂，而把行车荷载引起的称为荷载型裂缝[43]。反射裂缝是沥青面层早期破坏的主要根源，由于反射裂缝会破坏路面结构的完整性同时会缩短路面的维修周期，减少了路面的服务年限，所以在沥青面层早期应加强反射裂缝的防治[44]。

阶段,裂缝,模式,温度型反射裂缝

图 2.2-2 反射涨裂开裂阶段的扩展理论认为沥青面层中的临界应力超过了沥青混凝土的极限临界状态。断裂力学有关理认为裂纹的位移扩展模式主要切模式和张开模式[14]，如图 2.2-2 所示由温度应力引起的车荷载引起的反射裂缝主要是张开模式和剪切模式。车车轮行驶在裂缝处前面或后面（相距裂缝较近处）处时，，撕开模式一般不会出现；而当车轮行驶在裂缝正上方时裂缝，相对应张开模式的温度型反射裂缝，通常情况下产扩展，，直至顶面。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U418.6

【共引文献】