旧水泥路面的加铺技术的探究

减小字体 增大字体 作者:赵 明,袁锦浪  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-09-12 11:03:02

1国外沥青加铺设计方法简介

加铺沥青混凝土面层就是直接在原有水泥混凝土面层铺筑沥青层,或者先铺筑一层粒料或者半刚性层后在铺筑沥青层,即所谓的“白改黑”技术。在加铺沥青层设计方面,国外依据工程经验,并经过多年的试验路观测及数据采集不断调整,提出了诸多的设计方法[2-4]。

1.1ARE(Austin Research Engineers)法

该方法认为,在车辆荷载与温度应力作用下,旧水泥混凝土板接缝处,会产生垂直相对位移与水平相对位移,从而导致沥青加铺层内产生较大的拉应力与剪应力,引发反射裂缝。其设计控制的指标为水泥混凝土上方沥青层层底拉应变与剪应变。该方法力学概念简单清楚,易于接受和应用,但由于该分析方法中作了一些粗糙的假定,并不能准确的分析沥青加铺层中的应力分布状况,也无法考虑接缝或裂缝处的应力集中对罩面层反射裂缝的影响。

1.2AI(美国地沥青学会)法

该法认为接缝处的竖向弯沉差和水平向的温缩和热胀是沥青加铺层的破坏原因,温度的影响可以忽略不计。设计参数主要考虑水泥混凝土板长、接缝宽度和层间处置措施。以弯沉差为控制指标,建议可以不采用板底封填等措施的弯沉标准是:

接缝(或裂缝)两侧的板边弯沉差:

(D1-D2)≤0.05mm

接缝(或裂缝)两侧的板边平均弯沉:

(D1+D2)/2≤0.36mm

式中:

D1——为受荷板的板边弯沉值;

D2——非受荷板的板边弯沉值。

以上数据均由80KN轴载和贝克曼梁测定;在计算使用时,折算成我国标准后对应为0.06mm和0.44mm。

1.3AASHTO法

AASHTO经验设计法是以新建水泥混凝土路面设计方程为基础,考虑旧路面的剩余寿命,对影响路面使用性能的其他因素也作了较全面的考虑,并引入了可靠度的概念。

Dot﹦A (Df-Deff)

式中:

Dot——所需厚度,cm;

Df——承受设计交通量所需厚度,cm;

Deff——旧板厚度,cm;

A-旧水泥混凝土板的厚度与沥青罩面层之间的等效系数,按下式计算:

A﹦2.2233+0.0099 (Df-Deff)-0.1534 (Df-Deff)2

此法设计概念明确,易于操作,但它没有考虑防反措施对路面使用性能和罩面层厚度的影响。

2我国沥青加铺设计方法的介绍

《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2002)和《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)对旧水泥混凝土路面上加铺沥青层做出了指导性的规定[5-6]:

沥青加铺层降低旧混凝土板荷载应力的效果很有限,加铺层下的旧混凝土路面仍起关键的承载作用,旧混凝土板的应力和混凝土弯拉强度在设计中起控制作用。

沥青加铺层的厚度主要取决于减缓反射裂缝的考虑,依赖使用经验确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100mm,其它等级公路的最小厚度以为70mm。

我国现行规范只是给出了一些指导性的意见和建议,并没有一个具体的参数指标控制。而在实际的建设中,对经验的依赖性比较大,因此,提出合适的控制参数是以后工作者的一个研究方向。

3反射裂缝的防护措施

受原有裂缝的影响,加铺沥青混凝土层后往往会产生反射裂缝问题。在荷载和环境的作用下,裂缝进一步发展,会影响基层和面层的使用寿命。道路工作者通多年研究提出了以下方式来延缓反射裂缝[7]。

1改善沥青混凝土层的性能。

可以适当增加沥青层厚度,并进行锯缝,但要做好排水设施;使用改性沥青或者在沥青中掺加纤维等。

2设置中间夹层

根据国内外经验可以有以下几种做法:

(1)在旧水泥板和沥青混凝土层之间设置大粒径透水性沥青碎石连接层,

(2)设置应力吸收层。主要有橡胶沥青夹层、STRATA应力消解层等。

(3)土工布或玻璃纤维格栅。

4结语

旧水泥路面加铺设计时沥青混凝土层的厚度影响着以后路面的使用。国外对水泥混凝土路面的加铺设计方法研究较早,并依据试验路得出经验公式;而国内起步晚,设计方法仍不够完善,在这方面应积极借鉴国外成果,结合实际,完善设计方法。另外,在实际工程中应注意采取必要措施,延缓反射裂缝的发展。

【参考文献】

[1]刘荥,刘效尧,黄晓明.水泥混凝土路面改建技术[M].人民交通出版社,2005:32-33.

[2]李冰,朱群平,郭明慧.浅析旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法[J].公路工程与运输,2008.(9):57-58.

[3]吴志昂.旧水泥混凝土路面评价和加铺与改造技术研究[D].[硕士学位论文].合肥工业大学,2005:5-7.

[4]付竹修.旧水泥混凝土路面沥青加铺设计方法研究[D].[硕士学位论文].重庆交通大学,2008:24-26.

[5]JTG D40-2002.公路水泥混凝土路面设计规范.人民交通出版社.

[6]JTG D50-2006.公路沥青路面设计规范.人民交通出版社.

[7]石振武,程有坤.水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝研究[J].低温建筑技术,2008,(3):7-7.

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作者:赵 明,袁锦浪
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