旧水泥路面微裂破碎技术对沥青加铺层力学行为影响研究

发布时间：2020-10-31 17:53

　　微裂再生加固技术是一种新型的水泥路面改造技术,水泥路面微裂破碎使得水泥板内形成均匀分布的微细裂缝,注浆加固后可以得到强度均匀的结构层。实践证明,采用微裂再生加固技术处理后的路面残余强度大,作为基层可以有效抑制反射裂缝、层间滑移等病害的发生。然而,关于微裂再生加固技术,我国还没有一套成熟、完整的施工规范,其力学机理、设计及施工验收指标仍不完善。鉴于此,本文结合G106国道驻信交界至包信镇段改造工程,针对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构常见的病害形式,采用离散-连续耦合分析方法,对旧水泥混凝土路面微裂破碎后的沥青加铺层力学行为特性展开研究,主要研究如下:(1)通过建立微裂破碎后水泥混凝土路面结构模型及其对应的沥青加铺层结构模型,分析不同裂缝分布形式下路表弯沉以及沥青加铺层内剪应力的分布情况。分析结果表明,路表弯沉与裂缝交叉形式有关,裂缝交点位于水泥混凝土板内时,裂缝间距越大,路表弯沉不均匀性越明显,路表最大弯沉也越大,裂缝间距为0.2m时路表弯沉大小和均匀性均表现最佳。水泥混凝土板内裂缝越长,路表弯沉越大,贯穿裂缝会导致弯沉的明显增大。水泥混凝土板内裂缝间距越小,沥青加铺层内最大剪应力出现的位置离路表越近,剪应力也相应越大。(2)为分析微裂破碎后水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝形成机理,分别建立接缝尖端和裂缝尖端力学分析模型,研究不同裂缝分布对接缝和裂缝尖端应力集中的影响。结果表明,水泥混凝土板内裂缝间距为0.2m时接缝尖端剪应力较小且受破碎方向的影响最小。减小裂缝起裂点与接缝的距离,可以有效降低接缝尖端剪应力,起裂点与接缝的间距在0.1~0.2m最为适宜。裂缝尖端应力集中现象比接缝处更为明显,裂缝间距为0.2m和0.25m时,裂缝尖端剪应力、拉应力以及路表弯沉综合表现最好。减小裂缝长度可以有效利用水泥混凝土强度,裂缝尖端位于水泥混凝土板内可以保证较大的强度储备空间。(3)基于路表凹槽实际分布,建立带凹槽水泥混凝土路面沥青加铺层结构计算模型,分析不同凹槽分布对沥青加铺层路表水平位移以及凹槽处最大剪应力的影响。结果表明,凹槽间距在0.3~0.8m范围内,路表水平位移和凹槽处最大剪应力满足工程实际的需要。凹槽深度在0.15~0.30cm最为合适,小于0.15cm会导致路表水平位移明显增大,大于0.30cm对路表水平位移的降低没有效果,但会导致水泥层凹槽处剪应力的增加。从总体上看,凹槽侧边倾角选取小角度更有优势。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U416.2
【部分图文】：