復(fù)合式路面強(qiáng)加筋防裂夾層結(jié)構(gòu)分析及性能研究.pdf

1、相比較傳統(tǒng)的剛性路面和柔性路面，AC+PCC剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)集合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，既能夠承載足夠的行車荷載又能夠提供良好的行車條件。但是這種剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)較易產(chǎn)生反射裂縫，這一點(diǎn)極大地限制了這種新型路面結(jié)構(gòu)的推廣使用。本文通過理論分析，對(duì)復(fù)合式路面強(qiáng)加筋防裂夾層結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行研究，探討強(qiáng)加筋材料的防裂機(jī)理，綜合評(píng)價(jià)其防反效能。
　　本文運(yùn)用有限元軟件ABAQUS建立設(shè)有強(qiáng)加筋防裂夾層的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的三維有限元模型，選取AC+PC

2、C剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)AC層層底最大拉應(yīng)力、最大剪應(yīng)力以及PCC板板頂最大彎沉差為力學(xué)分析指標(biāo)，研究鋼絲網(wǎng)強(qiáng)加筋防裂夾層對(duì)AC+PCC剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)反射裂縫的防治效果。
　　本文選用鍍鋅鋼絲網(wǎng)作為強(qiáng)加筋防裂夾層材料，結(jié)合我國現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，分析加鋼絲網(wǎng)與未加鋼絲網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)置入結(jié)構(gòu)層不同位置時(shí)AC層內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)以及鍍鋅鋼絲網(wǎng)防裂夾層在地基模量、荷載大小變化時(shí)對(duì)AC層受力狀態(tài)的主要影響規(guī)律，探討鍍鋅鋼絲網(wǎng)防裂夾層對(duì)新建AC

3、+PCC剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)的防裂機(jī)理。
　　通過分析得到：
　　1）鋼絲網(wǎng)防裂夾層越靠近AC+PCC剛?cè)釓?fù)合式路面瀝青面層層底越能有效地起到防治反射裂縫的作用;
　　2）在初期，提高土基的模量能在很大程度上改善路面結(jié)構(gòu)層的荷載應(yīng)力，但當(dāng)土基模量超過一定范圍，繼續(xù)提高土基模量則收效甚微，影響不大;
　　3）雖然基層模量的增加能在一定程度上起到降低結(jié)構(gòu)層應(yīng)力的作用，但這種效果不太明顯，考慮到經(jīng)濟(jì)效應(yīng)不建議通過增大基層

4、模量來降低路面結(jié)構(gòu)荷載應(yīng)力;
　　4）在超載條件下鋼絲網(wǎng)通過自身的高抗拉強(qiáng)度與低延伸率來達(dá)到緩解接縫處的應(yīng)力集中程度與豎向剪切位移的目的，因此有效地抑制了橫向張開型、水平剪切型與豎向剪切型反射裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，提升路面結(jié)構(gòu)的使用性和穩(wěn)定性，延長了路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。
　　本文通過建立復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)三維有限元模型分析了溫度荷載作用下路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)，并研究了正溫度梯度和負(fù)溫度梯度下AC+PCC復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力。通過對(duì)

5、比分析布置鋼絲網(wǎng)與未布置鋼絲網(wǎng)路面結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，可以得到在溫度荷載作用下，鋼絲網(wǎng)可以憑借自身強(qiáng)大的抗拉伸能力和極強(qiáng)的延伸性起到消散接縫處瀝青層層底的應(yīng)力集中程度，在很大程度上減小AC層層底的最大拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，從而起到抑制復(fù)合式路面水平張開型和豎向剪切型反射裂縫的作用。
　　本文對(duì)鍍鋅鋼絲網(wǎng)、土工格柵以及土工布加筋的效果進(jìn)行了分析比較，結(jié)果表明對(duì)三大分析指標(biāo)(AC層底最大拉應(yīng)力σa、最大剪應(yīng)力τa、PCC板板頂最大彎沉差△l）的

6、影響由大到小排序均為鍍鋅鋼絲網(wǎng)＞土工格柵＞土工布。與未布置任何夾層相比，布置了鋼絲網(wǎng)、土工格柵、土工布后路面結(jié)構(gòu)AC層層底最大拉應(yīng)力σa分別減小了38.78％、11.43％、8.30％，AC層層底最大拉應(yīng)力σa的減小值分別是土工格柵、土工布的3.39倍、4.67倍;AC層層底最大剪應(yīng)力τa分別減小了30.01％、7.79％、4.41％，AC層層底最大剪應(yīng)力τa的減小值分別是土工格柵、土工布的3.85倍、6.80倍;PCC板板頂最大彎沉差