舊水泥路面瀝青加鋪層疲勞壽命預估方法研究.pdf

1、目前,中國有許多水泥混凝土路面需要進行修復,與瀝青路面相比,水泥混凝土路面修復相對困難,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、修復后的路面服務性能好等優(yōu)點,因此近年來得到廣泛的應用.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)境因素的負面影響(雨水和氧化等)使得裂縫迅速向四周擴展,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)濟效益的損失.故控制與防治反射裂縫已成為加鋪層設計的重點.由于中國目前還沒有相應的設計規(guī)范,使這種路面的設計帶有經(jīng)驗性,缺乏科學的理論和依據(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,以線彈性斷裂力學原理與方法為指導,采用有限元分析方法,對路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命進行了預估.瀝青混凝土加鋪層疲勞壽命N的預估,擬按反射裂縫產(chǎn)生前和反射裂縫擴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、式來預估裂縫形成壽命Ni(initiation),反射裂縫擴展過程中,用Paris公式來預估其壽命Np(propagation).顯然,N=Ni+Np.首先,根據(jù)線彈性斷裂力學的原理計算擴展裂縫尖端的應力強度因子.然后通過對結(jié)果的分析,得出一些設計參數(shù)(瀝青混凝土加鋪層的厚度、模量,水泥混凝土的厚度、模量,基層頂面當量回彈模量、嵌鎖模量)對其影響的規(guī)律,并擬合它們與應力強度因子的關系式.最后,根據(jù)應力強度因子得出路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,為路