半剛性基層瀝青路面損壞模式與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類(lèi)半剛性基層的應(yīng)用，從根本上消除了過(guò)去石灰土基層路面常見(jiàn)的春融翻漿、變形等病害，大大改善了路面行駛質(zhì)量和使用壽命。半剛性基層突出的優(yōu)點(diǎn)在于能夠較好地利用當(dāng)?shù)卦牧?，具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然而伴隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，公路上交通量和汽車(chē)載重量劇增，加之部分路面存在著設(shè)計(jì)上不合理，以及施工質(zhì)量不高等原因，路面結(jié)構(gòu)的損壞正日漸加重，路面使用品質(zhì)呈逐年下降趨勢(shì)，早期修建的路面已接近其使用壽命，某些新建的路面在遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)年限時(shí)也出現(xiàn)

2、了不同程度的損壞，公路路面出現(xiàn)的破損現(xiàn)象已不容忽視。
　　 路面病害的產(chǎn)生直接影響到車(chē)輛行駛的安全性和舒適性，目前對(duì)于路面病害的研究更多的投入到了路面病害的處理上，而對(duì)路面病害產(chǎn)生的原因、破壞機(jī)理等問(wèn)題的研究較少，因此進(jìn)行半剛性基層瀝青路面損壞現(xiàn)象與損壞模式分析的研究工作是十分必要的。半剛性基層材料具有一定的適用性，針對(duì)不同的使用環(huán)境、荷載等級(jí)合理地進(jìn)行半剛性基層材料組成設(shè)計(jì)和半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于提高路面整體性能、延

3、長(zhǎng)路面使用壽命有很大意義。
　　 本文通過(guò)對(duì)具有代表性的半剛性基層瀝青路面損壞情況進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，系統(tǒng)分析了半剛性基層瀝青路面的各種損壞現(xiàn)象；運(yùn)用BISAR、PADS程序以及ANSYS有限元分析軟件對(duì)半剛性基層瀝青路面進(jìn)行力學(xué)計(jì)算分析；考慮了基層開(kāi)裂情況下半剛性基層瀝青路面的力學(xué)性能；基層開(kāi)裂導(dǎo)致模量衰減時(shí)，引入開(kāi)裂度和開(kāi)裂系數(shù)來(lái)表征路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的變化；結(jié)合對(duì)半剛性基層瀝青路面力學(xué)性能的分析結(jié)果，針對(duì)寒冷、高溫和多雨條件

4、進(jìn)行了研究，給出了相應(yīng)情況下半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。
　　 研究認(rèn)為：
　　 (1)半剛性基層瀝青路面常見(jiàn)破壞現(xiàn)象有縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂、網(wǎng)裂、車(chē)轍、松散、坑槽、沉陷、泛油。其中裂縫類(lèi)損壞是首要病害，車(chē)轍、松散等病害為次要病害。
　　 (2)半剛性基層瀝青路面出現(xiàn)損壞的主要原因是面層和基層結(jié)構(gòu)承載力不足、荷載作用、溫度變化和水分入侵，次要原因是面層與基層結(jié)構(gòu)和材料不均勻性。
　　 (3)力學(xué)

5、分析表明，為使路面結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能，合理的半剛性材料厚度顯得尤為重要。在半剛性基層上方鋪筑瀝青碎石層或級(jí)配碎石層可很大程度上改善路面的力學(xué)性能，考慮施工厚度要求，半剛性底基層厚度為20cm較為適宜。重載敏感性分析表明，瀝青穩(wěn)定碎石基層瀝青路面的重載適應(yīng)性較強(qiáng)，適合于現(xiàn)階段我國(guó)高等級(jí)公路上重載較多的情況。
　　 (4)由于裂縫的存在，原有結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能發(fā)生改變，并且導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層內(nèi)的應(yīng)力重新分布。路面開(kāi)裂且模量未衰減時(shí)，為避免進(jìn)