混凝土碎石化瀝青加鋪層路面結構模型試驗.pdf

1、在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層,是將其改造成瀝青路面的一種比較經(jīng)濟的方式,無論是在公路還是在城市道路改造中采用得都比較多,尤其是隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展,瀝青產(chǎn)品質量提高,國產(chǎn)石油瀝青滿足道路規(guī)范要求,目前有很多的舊水泥混凝土路面因使用年限較長,路面狀況惡化,需要進行改造。水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層快速、經(jīng)濟的優(yōu)點就體現(xiàn)出來,越來越多的地方選擇加鋪瀝青面層的改造方式。疲勞損壞是瀝青路面特別是柔性基層瀝青路面的主要破壞模式之一。因

2、此,多年來,瀝青路面的疲勞特性一直是路面工程研究的重點。本文在前人研究的基礎上,通過不同碎石化程度下,室內瀝青加鋪結構足尺模型疲勞試驗,分析了瀝青層底荷載動態(tài)響應特性,并對試驗結果進行了初步分析,主要包括:
　　 (1)室內足尺結構模型試驗為在可控環(huán)境下,研究混凝土碎石化瀝青加鋪層結構的荷載疲勞特征搭建平臺,而試驗的基礎是合理構建能反映客觀實際的結構模型?？紤]到碎石化的技術要求與施工工藝之間的密切聯(lián)系,根據(jù)試驗場地的實際情況,在

3、氣錘破碎混凝土的基礎上,采用振動壓實,對碎石混凝土進行了二次破碎整形。構建模型的過程表明,基于氣錘破碎與振動壓實的混凝土路面碎石化,通過破碎參數(shù)的合理選擇,完全可以得到與公路基層規(guī)范的要求相符的粒料柔性基層。
　　 (2)模型試驗應在不違背結構基本特性的前提下,在貼近實際與簡化問題之間尋求平衡。由于瀝青混合料所具有的粘滯性,加鋪層結構的荷載響應具有明顯的時間滯后效應,因此常規(guī)的應力、應變測試方法難以應用于路面加速疲勞試驗中。為此

4、,設計、采用了以靜態(tài)間接測試為主、動態(tài)直接監(jiān)測為輔的測試系統(tǒng),滿足了試驗分析對數(shù)據(jù)采集量的需求。
　　 (3)作為粘彈塑性材料,瀝青混合料的粘滯性顯著影響加鋪層對動荷載作用的變形響應,而以碎石化混凝土為基層時,加鋪層結構對動荷載的力學響應顯得更為復雜,不僅與測點所在位置有關,也與荷載水平有關。在荷載板直接作用區(qū)域以外,平行于板長邊方向受拉,而垂直于板長邊方向則可能受壓；在荷載板直接作用區(qū)域內,當動荷載幅值為25KN時,加鋪層層底

5、始終處于拉應力場內；而動荷載幅值增至50KN時,加鋪層層底則因回彈,處于拉～壓應力交替作用狀態(tài),加速了加鋪層疲勞破壞的演化進程。
　　 (4)以碎石化混凝土為基層的瀝青加鋪層結構,在豎向荷載作用下,明顯表現(xiàn)出柔性層狀結構的特征。從試驗結果看,荷載板直接作用范圍內,加鋪層層底拉應力顯著大于荷載板以外的層底拉應力,而且距離荷載作用區(qū)域越近,應變響應越明顯。尤其值得注意的是,荷載板以外的各測點處,拉應變隨累計荷載作用次數(shù)的增加而增長的

6、量微乎其微,但在荷載中心處,不僅拉應變隨荷載作用次數(shù)的增加而增大,而且拉應變的增值率也呈增大的趨勢。
　　 (5)混凝土面板的碎石化程度是決定加鋪層結構功能重要因素。在相同荷載水平及作用次數(shù)前提下,碎石化程度較高的加鋪層結構層底最大拉應力小于碎石化程度較低的加鋪層結構層底最大拉應力,而且更應引起注意的是,就加鋪層層底非恢復拉應變而言,碎石化程度低的結構的拉應變增長率也顯著高于碎石化程度較高的結構,因此碎石化程度高的結構的抗疲勞性