不同隔離層對(duì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的疲勞性能影響

水泥混凝土路面是當(dāng)前交通公路建設(shè)中常用的一種路面工程施工技術(shù)，通常具有性能特點(diǎn)。相對(duì)于公路路面的組成結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，受各種客觀性因素影響制約，水泥混凝土路面在施工和使用過(guò)程中往往會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)性能的破壞或降低。本文針對(duì)影響水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)性能的因素進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述和分析。

目前在我國(guó)公路路面建設(shè)中，人們往往采用水泥混凝土進(jìn)行鋪。然而由于公路路面施工情況復(fù)雜，其路面結(jié)構(gòu)常常會(huì)受到各種客觀因素影響，制約水泥混凝土路面的使用壽命與服務(wù)質(zhì)量。因此，如何提高降低水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)性性能，早已成為公路路面建設(shè)的關(guān)鍵。本文筆者就水泥混凝土路面的性能結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析并加以闡述。

在傳統(tǒng)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上,引入斷裂力學(xué)原理和方法,基于水泥混凝土路面"過(guò)渡層"的全新概念,深入分析水泥混凝土路面破壞過(guò)程,提出了設(shè)置隔離層的水泥混凝土路面新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論,達(dá)到提高路面實(shí)際承載力、延長(zhǎng)路面實(shí)際使用壽命的目的。

水泥混凝土路面的層間破壞過(guò)程過(guò)渡層的形成過(guò)程“過(guò)渡層”是指存在于面層與基層之間的（如圖1示）．因面層混凝土澆注過(guò)程中水泥漿滲入基層后形成的具有一定深度的，力學(xué)性質(zhì)介于面層與基層之間的一個(gè)中間層?！斑^(guò)渡層”的存在是一客觀實(shí)際。

水泥混凝土路面的層間破壞過(guò)程過(guò)渡層的形成過(guò)程"過(guò)渡層"是指存在于面層與基層之間的(如圖1示),因面層混凝土澆注過(guò)程中水泥漿滲入基層后形成的具有一定深度的,力學(xué)性質(zhì)介于面層與基層之間的一個(gè)中間層。"過(guò)渡層"的存在是一客觀實(shí)際?，F(xiàn)行的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)是將水泥混凝土直接澆筑在基層表面形成的,將混凝土直接澆筑在基層表面后,水泥砂漿滲入基層便形成了"過(guò)渡層"。在面層混凝土澆筑在基層上后,"過(guò)渡層"將面層與基層粘結(jié)為一個(gè)整體。過(guò)渡層的分離破壞面層、過(guò)渡層和基層緊密結(jié)合,形成了一個(gè)整體——這是水泥混凝土路

在傳統(tǒng)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上,引入斷裂力學(xué)原理和方法,基于水泥混凝土路面"過(guò)渡層"的全新概念,分析水泥混凝土路面破壞過(guò)程,提出了設(shè)置隔離層的水泥混凝土路面新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論,以達(dá)到提高路面實(shí)際承載力、延長(zhǎng)路面實(shí)際使用壽命的目的。

隨著社會(huì)的發(fā)展,公路運(yùn)輸已經(jīng)成為了交通運(yùn)輸中一個(gè)非常重要的方面。四通八達(dá)的公路交通網(wǎng)為城市的發(fā)展注入了巨大的活力,同時(shí),由于不同程度的超載問(wèn)題造成的水泥混凝土路面不同程度受損的現(xiàn)象一直存在著,成為了影響水泥混凝土路面使用壽命的最重要的原因之一。筆者就對(duì)某市交通狀況以及水泥混凝土路面受損情況的討論如下。

通過(guò)對(duì)烏魯木齊市外環(huán)路車(chē)輛通行情況以及水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)破損情況的調(diào)查,分析超載對(duì)路面結(jié)構(gòu)的危害性。應(yīng)用有限元分析通用軟件ansys建立幾何模型進(jìn)行模擬,得出不同工況下路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生的力學(xué)響應(yīng),并討論超載對(duì)路面使用壽命的影響。

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本文引用設(shè)置隔離層的水泥混凝土路面的原理,結(jié)合其在國(guó)道主干線廣州繞城公路九江至小塘段路面的施工情況,闡述了設(shè)置隔離層的水泥混凝土路面在廣東地區(qū)應(yīng)用的情況和前景。

論述了水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì),并為保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,對(duì)路基提出了一些基本要求。

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)病害防治淺析——本文通過(guò)分析水泥砼路面結(jié)構(gòu)破壞的病害分類(lèi)及病害產(chǎn)生的原因，對(duì)如何防治病害的產(chǎn)生提出了具體的分析意見(jiàn)。

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第15卷　第1期 2002年1月 中　國(guó)　公　路　學(xué)　報(bào) chinajournalofhighwayandtransport vol115　no11 jan.2002 文章編號(hào):100127372(2002)0120006204 收稿日期:2001201212 作者簡(jiǎn)介:夏永旭(19542),男,陜西武功人,長(zhǎng)安大學(xué)教授,工學(xué)博士. 涵洞、通道上水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)研究 夏永旭,尤占平,胡長(zhǎng)順,王秉綱 (長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院,陜西西安　710064) 摘　要:應(yīng)用有限元數(shù)值方法,詳細(xì)地研究了涵洞、通道上水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)性能,并和實(shí)驗(yàn)測(cè) 試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出了一些改進(jìn)涵洞、通道上水泥混凝土路面設(shè)計(jì)與施工的重要結(jié)論。 關(guān)鍵詞:涵洞;通道;水泥混凝土路面;結(jié)構(gòu) 中圖分類(lèi)號(hào):u4161

針對(duì)重載車(chē)輛,基于有限元法,建立了典型水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的三維有限元分析模型,分析了不同軸載、不同軸型作用下的水泥混凝土板應(yīng)力分布狀況。表明板底最大水平應(yīng)力隨軸重的增大而幾乎成線性增大,重載將顯著增大水泥混凝土板底應(yīng)力;單軸軸載在板縱向邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力大于雙軸和三軸的應(yīng)力。

文章基于有限元法,針對(duì)重載車(chē)輛建立了典型水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的三維有限元分析模型,分析了不同軸載、不同軸型作用下的水泥混凝土板應(yīng)力分布狀況。表明板底最大水平應(yīng)力隨軸重的增大而幾乎成線性增大,重載將顯著增大水泥混凝土板底應(yīng)力;單軸軸載在板縱向邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力大于雙軸和三軸的應(yīng)力。

結(jié)合清連路現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定的基本參數(shù),運(yùn)用考慮層間接觸模型的三維有限元方法,重點(diǎn)分析了車(chē)輛和溫度荷載作用下,不同隔離層下貧混凝土基層水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)主要指標(biāo)的變化規(guī)律.分析結(jié)果表明,隔離效果越好,車(chē)輛荷載作用下路面受力狀態(tài)越不利;與車(chē)輛荷載情況相反,即隔離效果越好,溫度荷載作用下路面受力狀態(tài)越有利;超載使各結(jié)構(gòu)層主要力學(xué)指標(biāo)值都明顯增大,是造成路面早期損壞的主要原因之一;通過(guò)比較,發(fā)現(xiàn)有限元方法與規(guī)范方法計(jì)算得到溫度應(yīng)力差值較小,驗(yàn)證了利用有限元方法計(jì)算溫度應(yīng)力的可行性.

重載交通對(duì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的影響分析

路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)不合理是造成貧混凝土基層水泥混凝土路面早期破壞的主要原因。筆者根據(jù)南寧地區(qū)兩段不同路面結(jié)構(gòu)形式的貧混凝土基層水泥混凝土路面病害狀況調(diào)查,對(duì)比分析了其各自結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用性能之間的差異,指出造成路面早期破壞的直接原因是板底脫空,而面層與基層層間隔離措施不當(dāng),以及基層剛度偏大都是引起路面板脫空的關(guān)鍵因素。并提出了貧混凝土基層水泥混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)措施建議。

為了給設(shè)置了隔離層的路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)提供參數(shù)以及優(yōu)化實(shí)體工程的隔離層方案,探討了貧混凝土基層上鋪筑水泥混凝土面層時(shí)采用稀漿封層、土工布隔離層與蠟制養(yǎng)護(hù)劑隔離層的界面力學(xué)性能差別。通過(guò)采用了不同隔離層的水泥混凝土路面上進(jìn)行的層間力學(xué)性能試驗(yàn)和室內(nèi)直道路面力學(xué)性能試驗(yàn)研究,測(cè)定了不同隔離層路面層間粘結(jié)應(yīng)力、層間摩擦力和室內(nèi)直道不同隔離層水泥混凝土路面板底部的動(dòng)應(yīng)力。現(xiàn)場(chǎng)面層混凝土層間粘結(jié)應(yīng)力試驗(yàn)表明,在減少層間摩擦力、降低層間粘結(jié)應(yīng)力方面,稀漿封層、蠟制養(yǎng)護(hù)劑隔離層優(yōu)于土工布隔離層。而室內(nèi)直道混凝土路面動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果表明,瀝青混凝土隔離層緩沖應(yīng)力的功能明顯優(yōu)于無(wú)隔離層路面及稀漿封層、蠟制養(yǎng)護(hù)劑隔離層路面。

該文結(jié)合稀漿封層與土工布作水泥混凝土路面隔離層的應(yīng)用研究,通過(guò)室內(nèi)水沖刷試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)摩擦系數(shù)試驗(yàn)、面層混凝土粘結(jié)應(yīng)力試驗(yàn)等,探討了貧混凝土及水泥穩(wěn)定粒料基層上鋪筑水泥混凝土面層時(shí)采用稀漿封層與土工布隔離層的隔離性能差別,進(jìn)行了近5年試驗(yàn)路及實(shí)體工程有關(guān)實(shí)際隔離效果的觀測(cè)分析。研究表明:基層與混凝土面層間采用稀漿封層與土工布隔離可減少水泥混凝土路面早期斷板,改善基層的抗沖刷能力。但長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果也表明:上述隔離層并不能消除路基原因、超載原因引起的水泥混凝土路面開(kāi)裂及抑制唧泥現(xiàn)象的產(chǎn)生。