级配碎石层在旧水泥混凝土路面加铺改造中的应用

近年来,世界上许多国家对旧水泥混凝土路面进行了大量的修复工作,其主要措施是在旧水泥混凝土路面上加铺半刚性基层和沥青面层,但工程实践表明,旧水泥混凝土路面接缝或裂缝处的沥青加铺层极易产生反射裂缝,导致加铺层使用寿命的缩短,如何控制反射裂缝的产生和发展至今仍是道路工程界所面临的一大技术难题。论述了旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的成因,结合205国道唐山丰南段加铺改造工程应用实例,通过对级配碎石层防裂机理的深入分析,指出在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间铺筑级配碎石柔性过渡层可有效防止反射裂缝,达到旧水泥混凝土路面维修改造的理想效果,具有很高的推广应用价值。     

旧水泥混凝土路面采用沥青加铺层裂缝反射常用措施分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一.目前常用的措施除增加沥青加铺层的厚度并选用优质沥青和配置抗裂性能好的沥青面层混合料外,还主要采用了能吸收和消散裂缝尖端应力的夹层及裂缝缓解层,如在加铺层和旧水泥混凝土路面之间设置土工合成材料织物、钢丝网或铺一层弹性模量低、抗拉性能好的橡胶沥青应力吸收层,也可在沥青加铺层和水泥混凝土路面之间铺设级配碎石过渡层或特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层,此外,还可对铺筑在旧水泥混凝土板上的半刚性基层每隔10 m～15 m进行预切横缝并加铺土工织物处理,这样也可以减少沥青加铺层的反射裂缝.为了消除旧水泥混凝土板接缝处的应力集中现象,还可对旧水泥混凝土板进行破碎处理,然后再加铺半刚性基层及沥青层.     

水泥路面破损加铺沥青混凝土技术研究

水泥路面破损,采用抗剥落剂以及在水泥路面破损处采用道路专用土工布粘贴处理后,加铺一层沥青混凝土面层,具有施工工艺简单、工期短、投资省、使用效果好的优点,克服了以往在旧水泥路面上铺沥青混凝土造成沥青混凝土与老路面结合不牢固、裂缝反射等缺点。     

旧水泥混凝土路面加铺层中裂缝缓解层的有限元力学分析

旧水泥混凝土路面加铺改造后主要破坏来自于旧水泥混凝土路面的反射裂缝,如何防止反射裂缝的发生也是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点.为此,研究采用大碎石沥青混合料作为裂缝缓解层,对比分析了大碎石沥青混合料、密级配AC-20混合料、级配碎石与水泥稳定碎石4种不同加铺层的结构应力,采用有限元分析方法分析了在最不利荷载作用下,温度应力、荷载与温度应力耦合作用下以及加铺材料中的孔洞对加铺层底应力的影响,发现大碎石沥青混合料裂缝缓解层对防止反射裂缝的发生具有良好的作用.     

基于有限元的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层荷载应力分析

以弹性层状体系理论为基础,采用ANSYS程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度、材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青混凝土加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青混凝土加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σe;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.     

应力吸收层防治沥青混凝土加铺层反射裂缝机理分析及应用

通过对旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层反射裂缝形成机理分析,在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间设置了薄沥青混凝土应力吸收层.经工程实例应用,设置应力吸收层的沥青混凝土加铺层,在温度及荷载周期性反复作用下具有较强的抗反射裂缝能力,为旧水泥混凝土路面改造工程提供参考.     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层荷载应力分析

视路面结构为弹性层状体系,采用Ansys程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度和材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τ max和等效应力σt;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.     

水泥混凝土路面加铺沥青面层试验路性能研究

为探索旧水泥混凝土路面的最优加铺方案,铺筑了6段不同沥青加铺层厚度、沥青混合料孔隙率和防反射裂缝措施的沥青加铺层试验路,并采用ARAN9000多功能道路检测车等设备,通过裂缝反射率和表面破损率对运营3年后的路面进行了使用状况评价。结果表明：沥青加铺层厚度越大,抗裂效果越好;满铺聚酯玻纤抗裂布抗裂效果较高弹性应力吸收层及高弹性橡胶马蹄脂应力吸收带抗裂效果好;开级配沥青混合料较密级配抗裂效果显著好。研究以工程为载体,对旧水泥混凝土路面加铺沥青层具有指导意义。     

基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层材料研究

旧水泥路面直接加铺沥青面层后易导致反射裂缝产生,为此基于应力吸收层对沥青加铺层结构进行研究。结合沥青路面线弹性断裂力学原理对加铺结构进行理论分析;对应力吸收层裂缝尖端以及路面荷载应力进行ANSYS有限元计算得出以下几点结论:同等条件下设置应力吸收层可有效减弱应力集中,使沥青加铺层底部荷载值下降幅度达到35%左右;对不同应力吸收层厚度下的荷载应力计算可知当吸收层厚度为2.5 cm时最大主应力σ_1、最大剪应力τ_(max)以及等效应力σ_e达到最大分别为0.513、0.752、1.336 MPa,对比厚度为1 cm时刻增幅达到12.39%、9.26%、9.27%,随着厚度持续增加应力缓慢下降,厚度为6 cm时降幅为16.53%、9.56%、9.44%。因此吸收层厚度为2.5 cm时可最大程度消散车辆荷载应力以及荷载反射裂缝。     

旧板破裂尺度对沥青加铺层反射裂缝及旧板回弹模量实测值影响分析

通过对旧水泥混凝土路面板进行破裂稳固处理,使板块有效尺寸减小,可以抑制或消除旧水泥混凝土路面上沥青加铺层内的反射裂缝。通过建立有限元模型,模拟分析了水泥混凝土路面板不同破裂尺度对沥青加铺层荷载应力、温度应力的影响。模拟分析结果表明,随着水泥混凝土板块尺寸的减小,沥青加铺层的荷载应力有一定程度的降低,而温度应力则出现大幅度的降低,最大温度应力出现在旧板块边缘中间处的沥青加铺层层底,说明破裂旧水泥混凝土路面能有效地控制沥青加铺层反射裂缝的产生。结合试验路的承载板试验数据,分析表明破裂后路面板块尺寸越小,旧路面作为新加铺层基层其回弹模量值越小,承载能力就越低。综合旧板块破裂尺度和反射裂缝与回弹模量的关系,建议旧路面板的破裂尺度宜在50~80 cm之间。     

碎石化的旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力强度因子分析

碎石化后加铺水泥混凝土层是旧水泥混凝土路面一种旧路改建方式,反射裂缝是其病害形式之一。为了预估水泥混凝土加铺层的反射裂缝,分析碎石化技术是否对水泥混凝土加铺层有减缓反射裂缝发生的效果,采用ABAQUS有限元软件对旧水泥路面上水泥混凝土加铺层的应力强度因子进行分析。对比碎石化水泥混凝土面层和直接加铺水泥混凝土面层两种路面结构的应力强度因子,研究了碎石化的旧水泥混凝土路面上水泥混凝土加铺层的断裂破坏机理。结果表明,对旧水泥混凝土路面碎石化可以降低反射裂缝发展速度或推迟反射裂缝产生时间,从而延长路面使用寿命。     

开级配沥青碎石在旧水泥混凝土路面改造中的应用

针对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层出现反射裂缝这一问题,提出了采用开级配沥青碎石作为裂缝缓解层的方法。以实体工程为依托,对开级配沥青碎石的配合比设计、路用性能、施工工艺作了探讨,为开级配沥青碎石作为裂缝缓解层的应用提供了参考。     

旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术应用研究

由于半柔性道路材料兼有高强度和高韧性的特点,可用作旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层中的应力吸收层,用来解决出现反射裂缝的问题,因此,在泡沫沥青冷再生技术研究成果的基础上,根据半柔性道路材料的属性和反射裂缝产生的原理,研发了旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术,专门用于防治路面反射裂缝,并结合湖州市318国道南浔段旧水泥混凝土路面改造工程的应用,取得了良好的实际效果.因此,旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术能有效地防治反射裂缝的产生,延长道路使用寿命,具有广阔的工程应用价值.     

旧水泥混凝土路面加铺沥青层防止反射裂缝常用措施的分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一,控制反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面加铺层设计的关键。从增加沥青加铺层厚度;设置土工合成材料夹层;设置应力吸收夹层(SA-MI);铺筑级配碎石过渡层;铺筑特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层;旧水泥混凝土板上半刚性基层预切缝并铺筑土工合成材料;旧水泥混凝土板破碎稳定等方面进行阐述。     

水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能研究

该文介绍了水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能的研究。为了解不同措施延缓水泥混凝土路面加铺沥青层结构反射裂缝的效果,建立了考虑接缝传荷能力的水泥混凝土路面加铺沥青面层结构三维有限元分析模型,以Paris裂缝扩展寿命描述反射裂缝扩展。研究发现各种措施扩展寿命大小差异与接缝弯沉差有关。防裂贴与应力吸收层组合结构的扩展寿命最大,土工布与防裂贴扩展寿命接近。不同防反措施扩展寿命随接缝弯沉差的衰减速率大小为:防裂贴加应力吸收层,应力吸收层,玻纤格栅,土工布,直接加铺。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺结构力学分析

为防止和延缓旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层反射裂缝的产生和发展,采用有限元法,对直接加铺与施加防反射裂缝措施后再进行加铺的路面结构进行了力学分析和比较,以总结交通荷载、温度变化、材料参数以及采取防反射裂缝措施后对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的影响规律.     

水泥路面“白改黑”的防裂技术

为解决旧水泥混凝土路面"白改黑"加铺沥青面层的防反射裂缝技术问题,以提高道路的行驶舒适性,文中在分析反射裂缝的形成机理、各种抗反射裂缝措施的特点及加铺层底的荷载、温度应力及经济成本的基础上,指出:旧水泥路面与加铺层间设置夹层的方法对改善加铺层受力状态作用明显;而SAMI橡胶应力吸收层的技术经济和环保效果最佳;在旧路破坏严重的情况下,共振破碎技术不失为一种较好的施工方法。     

旧路面碎石化加铺方式对水泥加铺层的影响研究

针对湖南省某干线公路旧路改建实例,通过Abaqus有限元软件分析在旧路基层强度不同时,旧水泥路面碎石化后铺筑的水泥混凝土面层在行车荷载作用下面层产生的应力变化。若旧路基层为级配碎石、石灰粉煤灰土,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层拉应力相比旧路面凿除时拉应力减小,而旧路基层为水泥稳定砂砾时,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层应力相比旧路面凿除时拉应力增加;在混凝土加铺层下方增设18cm5%水泥稳定砂砾基层,并将原旧路碎石化层或旧路基层作底基层使用时,荷载作用下混凝土加铺层的拉应力可大幅减小。     

碎石化后沥青加铺层应力对比分析

碎石化是一种旧水泥混凝土路面处治重要技术,它能降低建设成本,加快建设周期。文章基于有限元分析方法,首先对比分析了碎石化后加铺沥青面层和同厚度级配碎石层上加铺沥青面层的应力,结论认为碎石化后沥青加铺层底的拉应力要小于级配碎石的情况,证明碎石化后水泥混凝土板块优于级配碎石的力学性能;然后,通过改变碎石化层中两个主要分层的厚度和模量,分析不同的破碎程度对加铺层应力的影响,结论认为,碎石化下层厚度在10cm左右时,既能保证碎石化层仍然具有一定强度使沥青层底拉应力不至于过大,又能起到防止反射裂缝的作用。碎石化下层厚度不变时,加铺沥青层的受力状况随着碎石化下层模量的增大会稍有改善,拉应力、拉应变和弯沉都会有所减小,总体幅度在3%~9%之间。     

基于应力吸收层旧水泥砼路面沥青加铺层防治反射裂缝的应用研究

结合旧水泥路面加铺沥青面层的路面改造实体工程,运用STRATA应力吸收层进行加铺层反射裂缝防治,介绍了沥青加铺层结构方案及防治反射裂缝的措施,分析了STRATA应力吸收层沥青混合料的性能要求,提出了沥青加铺层施工质量控制措施。