再生水稳基层路面反射裂缝防治的层间结合技术分析与评价

发布时间：2019-11-12 22:49

【摘要】：在大规模道路建设的过程中,半刚性基层路面的大规模维修必然会产生大规模的废弃铣刨料,将这些废旧材料应用在新建道路中能够缓解现阶段矿料短缺的问题。再生水稳碎石基层道路的强度、路用性能都非常好,但是由于废旧材料变异性大、吸水率高,导致其抗反射裂缝的能力与普通半刚性基层路面相比更差。由此可见,如果能够更加深入的研究并采取措施以解决再生水稳基层路面的反射裂缝问题,对于进一步改善道路的使用功能,延长道路的使用年限具有非常重要的意义。首先,本文通过试验确定再生水稳碎石基层的回弹模量,利用有限元软件ABAQUS模拟再生水稳基层路面的真实情况,建立路面结构模型,并分析计算不同路面结构参数下面层底部的应力变化规律,为再生水稳碎石路面结构设计提供参考。计算结果表明偏荷载作用对于结构影响更为严重。在偏荷载作用下面层厚度增加在一定范围内可以显著减小面层底部的主应力和最大剪应力,面层的弯沉也会逐渐减小。但超过一定范围后,增加面层厚度以降低应力集中的效果减弱;增加面层模量,反而使得沥青面层底部应力集中现象更为严重;面层底部最大剪应力与主应力随着应力吸收层模量的增加均有所降低,也随着沥青应力吸收层厚度的增加而有所降低。其次在再生水稳碎石路面结构模型中设置三种常用的层间结合措施,通过分析计算对比三种不同层间措施对于延缓沥青面层反射裂缝的效果。并结合不同吸收层的内部应力对不同层间措施缓解延缓反射裂缝的原理进行了更深入的分析。计算结果表明在再生水稳碎石基层铺筑土工格栅、橡胶沥青碎石层、SBS应力吸收层都对于缓解车辆荷载造成的应力集中起到一定作用,其中三种层间结合措施中,SBS应力吸收层缓解沥青面层底部应力集中的效果最佳,其次是橡胶砾石碎层,最差是土工格栅。再次,设计再生水稳基层路面反射裂缝疲劳模拟室内试验,并与计算结果进行对比分析。为了更好的模拟再生水稳碎石基层的材料特性,对室内四点弯曲疲劳试验进行改进,通过切缝小粱的疲劳寿命对SBS应力吸收层、土工布、土工格栅三种防裂措施在再生水稳碎石基层路面结构中抗反射裂缝的效果进行评价。试验结果表明在500με、1000με、1500με三种应变下,采用以上三种防治措施,小梁疲劳寿命均有一定提高,其中切缝小梁疲劳寿命SBS应力吸收层土工格栅土工布。与模拟计算结果一致,SBS应力吸收层的防裂效果明显强于格栅。最后,结合计算分析与经济性研究,并根据我国现有的道路设计方法,提出了应将裂缝作为再生水稳碎石基层道路的设计控制模式,计算并推荐了层间设置SBS应力吸收层的再生水稳碎石基层道路的道路结构。为再生水稳碎石基层的实际应用推广提供了有价值的指导和参考。
【图文】：

测量再生水稳碎石基层材料回弹模量Fig.2-1Measuringthereboundmodulusofrecycledcementstabilizedcoursematerial2）原材料性能以及级配

再生水稳基层级配曲线
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U418.6

【参考文献】

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本文编号：2559979