基于断裂力学原理的水泥砼路面破坏过程分析及路面设计新构想

第一次结合砼面层的凝结过程,从断裂力学角度对水泥砼面层与基层接触界面的破坏过程进行了分析,分析表明：面层与基层的界面并非为路面理论模型所理想化的光滑接触面,面层与基层之间实际存在一过渡层,过渡层的破坏,是导致水泥砼路面在低应力水平下破坏的根本原因。基于对砼路面破坏过程的这种认识,笔者提出了一种全新的路面结构及施工方法。     

结合式水泥砼路面加铺层的力学性能分析

旧水泥砼路面上加铺新水泥砼补强层,一般可采用3种加铺层型式:结合式、分离式和直接式.本文结合传统力学和断裂力学原理,对结合式加铺层路面结构中加铺层与旧面层的界面分离过程及其影响进行了分析;借助有限元计算手段,分析了旧砼路面板中的裂缝对结合式加铺层路面结构力学性能的影响.     

结合式水泥砼路面加铺层的力学性能分析

旧水泥砼路面上加铺新水泥砼补强层，一般可采用3种加铺层型式：结合式、分离式和直接式．本文结合传统力学和断裂力学原理，对结合式加铺层路面结构中加铺层与旧面层的界面分离过程及其影响进行了分析；借助有限元计算手段，分析了旧砼路面板中的裂缝对结合式加铺层路面结构力学性能的影响．     

旧水泥砼路面加铺沥青面层的实践

介绍了旧砼路面上加铺沥青面层的设计与应用,包括旧砼路面的破坏病害调查,产生破坏病害的机理分析,采取加铺沥青砼面层设计时的旧砼路面处治方法和防裂措施,以及加铺沥青路面的使用效果.其成果对旧水泥砼路面的加铺改造设计、施工和质量控制具有参考应用价值.     

旧水泥砼路面加铺沥青面层的实践

介绍了旧砼路面上加铺沥青面层的设计与应用,包括旧砼路面的破坏病害调查,产生破坏病害的机理分析,采取加铺沥青砼面层设计时的旧砼路面处治方法和防裂措施,以及加铺沥青路面的使用效果.其成果对旧水泥砼路面的加铺改造设计、施工和质量控制具有参考应用价值.     

水泥砼路面面层与基层相互作用引起的基本破坏形式及重要影响

从新的角度分析了割缝和温度变化对水泥砼路面的影响 ,指出面层和基层的相互作用会导致 3种基本破坏形式 ,3种基本破坏形式的出现将引起路面结构的进一步破坏 .设置隔离层和结合层的路面结构将避免 3种基本破坏形式的发生 ,显著减少路面破坏的发生 .     

一种新型的路面基层施工工艺——多孔改性混凝土基层施工

在借鉴国外水泥砼路面使用经验的基础上,通过吸收沥青路面和水泥砼路面的优点,开展柔性复合面层和透水砼基层的研究,可达到既提高路面的行车舒适性,又提高路面对温度的适应能力,同时通过排水混凝土基层提高路面的水稳性和耐久性的目的,从而形成新的路面结构设计理念.     

水泥砼路面面层与基层相互作用引起的基本破坏形式及重要影响

从新的角度分析了割缝和湿度变化对水泥砼路面的影响,指出面层和基层的相互作用会导致3种基本破坏形式,3种基本破坏形式的出现将引起路面结构的进一步破坏。设置隔离层和结合层的路面结构将避免3种基本破坏形式的发生,显著减少路面破坏的发生。     

一种新型的路面基层施工工艺——多孔改性混凝土基层施工

在借鉴国外水泥砼路面使用经验的基础上,通过吸收沥青路面和水泥砼路面的优点,开展柔性复合面层和透水砼基层的研究,可达到既提高路面的行车舒适性,又提高路面对温度的适应能力,同时通过排水混凝土基层提高路面的水稳性和耐久性的目的,从而形成新的路面结构设计理念。     

道路旧砼再生集料及其在路面中应用的试验研究

采用合理的技术将回收的道路废旧砼破碎形成再生集料,可以作为一种再生资源加以利用.作者通过试验详细研究了再生集料的物理性质和力学性质,并对旧砼再生集料在路面基层和面层中的应用进行了研究.试验证明:道路旧水泥砼再生集料能够在道路的改建和新建中应用.     

旧沥青路面对超薄水泥混凝土路面荷载应力影响

为了定量分析旧沥青路面对UTW路面使用性能的影响程度，将UTW路面板视作面层，沥青层视为基层，旧沥青路面基层以下部分视为综合地基，利用弹性三层体系模型，应用三维等参无法，计算分析了旧沥青路面铣刨后剩余厚度、弹性模量与路面板厚度、地基综合模量对超薄水泥混凝土路面荷载应力的影响。研究表明，板底弯拉应力随沥青层厚度至线性变化，且斜率与Es有关；路面板较薄时，控制沥青层厚度大子6cm，有利于UTW路面的使用；对于一定的路面板厚度，当沥青层弹性模量大于某一值后，对路面板底弯拉应力影响很小，可以此值来评价旧沥青层品质；随着Ea的减小，沥青层厚度对板底弯拉应力产生负效应。     

水泥混凝土面层与贫混凝土基层界面特性研究

水泥混凝土路面面层与贫混凝土基层界面的接触状况,不仅直接影响到路面的接缝间距,同时也对路面的荷载应力有较大影响.通过大量的室内直剪试验,系统地分析了水泥混凝土面层与贫混凝土基层界面位移和力学特性,为贫混凝土基层水泥混凝土路面的设计提供参考.     

复合式路面与半刚性基层沥青路面的沥青层温度场对比研究

通过对复合式路面与半刚性基层沥青路面的沥青层温度场对比研究,可为复合式路面或"白改黑"路面(旧水泥混凝土路面加铺沥青面层)沥青层的设计及施工提供技术支持。将沥青层看作是厚度和材料不全相同的2～3层,然后逐层研究分析,结果表明两种路面结构沥青层的温度场非常相似,认为温度作用下复合式路面沥青层的设计及施工经验可借鉴半刚性基层沥青路面。     

复合式机场道面结构设计方法

将沥青面层抗反射裂缝疲劳寿命和水泥混凝土板弯拉疲劳强度作为复合式机场道面的设计依据,基于复合式机场道面荷载应力、温度应力及抗反射裂缝疲劳寿命的计算式,借鉴民用航空运输机场水泥混凝土道面结构设计方法和公路水泥混凝土路面结构设计方法,提出了以荷载与温度综合疲劳弯拉应力和沥青面层反射裂缝疲劳寿命为设计指标的复合式机场道面结构设计方法,以单层、双层、三层的面层结构组合方案进行对比设计。设计结果表明:面层采用双层的改性沥青混凝土方案时综合疲劳应力为4.84 MPa,抗反射裂缝疲劳寿命为699 362次,满足设计要求,是一种经济可靠的结构组合方案,因此,设计方法可行。     

破碎稳固旧混凝土路面修筑分离式混凝土加铺层技术

介绍一种水泥混凝土路面快建修复技术。利用冲击压实机,快速破碎并压实稳固旧混凝土路面,就地利用,使其作为嵌锁稳固的新路面基层。铺筑隔离层后浇筑新的水泥混凝土路面加铺层,使混凝土加铺层成为独立的结构受力层。     

设置隔离层的水泥混凝土路面在大广高速公路中的应用

水泥混凝土路面面层下设置隔离层后,面层与基层的接触状况回归到路面理论建模状态,和直接浇筑在基层上的水泥混凝土路面相比,可大幅延长实际使用寿命。工程实践表明,设置隔离层的水泥混凝土路面具有更好的使用性能。结合服务区的应用情况,介绍设置隔离层水泥混凝土路面铺筑中的应用技术问题,对于提高水泥混凝土路面的建设质量具有重要的意义和参考价值。     

水泥稳定碎石基层施工技术探讨

路面基层是水泥混凝土路面结构的主要承重层,广东省目前在建的各等级路面基层一般采用水泥稳定碎石结构形式。文中根据广州市同和至大源段路面改善工程实践,对水泥稳定碎石基层施工前的准备工作、水稳碎石施工工艺、养生和交通管制等方面进行了探讨。     

冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为

为了揭示冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为,基于动力三维有限元分析方法,考虑材料的弹塑性,拟定纵横板边、板中及板角4种典型荷载位置,在四楞冲击压路机冲击碾压水泥混凝土路面时,分析了路面各层结构的受力和变形特征。研究发现,各工况下混凝土板底部承受纵、横向弯拉应力是旧面板破裂的主要原因,基层与旧面板一起处于双向弯拉状态,土基三向受压,不同工况存在不同的有效影响深度。冲击碾压板角时,路面板竖向位移最大,影响深度最深;而冲击板中位置时,板竖向位移最小,分布最均匀,此时板体以纵向弯拉为主,易形成横向裂缝;当冲击纵向板边时,板体以横向弯拉为主,易形成纵向裂缝。可见,路面破碎效果是地基刚度、冲击能量与冲击位置的综合函数,建议基于具体路况选择相应的施工方案。     

水泥砼路面板的破坏原因及对策

笔者针对公路水泥砼路面板病害问题,分析了水泥砼路面板的破坏原因,并且从加铺沥青砼面层、路面板下灌浆、破碎板处理三方面提出具体的维修对策.