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路面结构组合的基本原则

一、试叙述路面结构组合的基本原则,如果路面结构采用半刚性材料做基层,应注意什么问题?

不同的路面结构组合,会产生经济和使用性能上都不相同的效果。

层次多和厚度大的路面结构,其使用效果不一定好;有时恰恰相反,这种路面反而早出现损坏。

根据实践经验和理论分析,结构层次组合应该遵循以下几方面的原则:

1、按交通要求选择面层等级和类型:

面层直接经受行车和自然因素的作用,要求高强、耐磨和温度稳定性好,因而通常采用粘结力强的结合料和高强耐磨的集料作为面层材料。

交通量越大,面层的等级应越高。

2、按各结构层的功能选择结构层次:

沥青面层可由单层或双层或三层沥青混合料组成,各层混合料的组成设计应根据其层厚和层位、气温和降雨量等气候条件、交通量和交通组成等因素确定;基层是主要承受竖向应力的承重层,它要有足够的强度、刚度和水稳定性。

要使路面有足够的整体强度和良好的使用性能,还应保证路基具有一定的抗变形能力和水稳定性。

否则,单纯依靠加强或增厚面层或基层,并不能收到良好的效果,同时也不经济。

3、按各结构层的应力分布特性;轮载作用于路面,其应力和应变随深度的增大而递减。

因此对各层材料的强度和刚度的要求也可随深度的增大而相应降低。

路面各结构层如按强度刚度自上而下递减的方式组合,则既能充分发挥各结构层材料的能力,又能充分利用当地材料充当底基层或基层,从而降低造价。

采用上述递减规律组合路面结构层次时,还须注意相邻结构层之间的刚度不能相差过大。

上下两层的相对刚度比过大时,上层底面将出现较大底弯拉应力。

此值一旦超过上层材料底抗拉强度,上层将产生开裂。

4、要兼顾各结构层本身的结构特性;

各结构层具有各自的特性,在组合时应注意相邻层次的相互影响,采取措施限制或消除所产生的不利影响。

5、要考虑水温状况的不利影响;沥青面层下的基层要慎重选择,严格控制基层内的细料含量,在潮湿路段,应采用水稳定性好并透水的基层。

6、适当的层厚和层数。

各类结构层,按所用材料的规格和施工工艺的要求,有最小厚度的规定,而且还有还有最小总厚度的规定。

为方便施工,路面结构层的层数不宜过多。

7、层间结合设计时,应采取一些技术措施,加强路面结构各层之间的紧密结合,提高路面结构整体性,应使各结构层之间不产生层间滑移。

如果路面结构采用半刚性材料做基层,需要注意以下几点:

半刚性基层沥青路面结构组合既符合沥青路面组合的一般规律,具有柔性路面的一些特点,由于基层水硬性材料形成“板体”,在受力行为上又有刚性路面的一些特征。

为了充分发挥各结构层的性能,组合时正常路面结构层强度应该从上而下递减,上下层之间模量比限定在一定范围内,但实际上许多半刚性材料的模量达到或超过沥青面层,这样就形成了“平装结构”或“倒装结构”。

高等级半刚性基层沥青路面的结构组合同传统的柔性路面组合相比既有相同的地方,也具有独特的特点。

其路面结构组合的根本原则是:

“各结构层处于最佳受力状态,为其上一层提供良好的支持,为下层提供良好的支持,为下层提供保护,便于养护和维修,达到最佳的寿命费用效益”。

面层直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结果层,可由一至三层组成,总的要求是:

具有足够的承载力,以承担设计期内累计轴载次数;尽量减少面层和基层的裂缝,这样既可减少水分进入沥青路面内部产生早期损害的概率;限定车辙发展深度,保证行车舒适性;应具有良好的抗滑作用,保证行车安全。

半刚性基层是整个路面结构的主要承力层,其厚度和模量对路面结构的受力行为有着重要影响,厚半刚性基层的路面结构在受力行为有着较好的优越性,基层厚度在30~40cm较为合适。

土基是整个路面体系的结构支持平台,路表弯沉90%以上是土基贡献的。

若按弯沉作为总的控制指标,土基的强弱无疑是影响路面结构寿命的主要因素。

因此土基模量要求不小于30MPA。

二、混凝土路面上加铺沥青路面为什么会产生反射裂缝?

有几种措施可以减缓反射裂缝?

效果如何

答:

一般认为,反射裂缝的产生和发展是由于旧水泥混凝土路面板在接、裂缝处不能很好地传递拉应力和剪应力,但旧水泥路面板发生移动时,在裂缝和接缝顶面地沥青罩面层中产生应力集中,其结果是造成反射裂缝,而水泥路面板地移动是温度变化、行使车辆以及两者的综合作用的结果。

为方便起见,常把温度变化引起的反射裂缝称之为温度反射裂缝,把行车荷载引起的反射裂缝称之为荷载反射裂缝。

温度反射裂缝:

在年温度变化作用下,由于作用周期较长,沥青罩面层的顶面与底面温度较接近。

在寒冷季节,旧混凝土板产生收缩变形,在沥青罩面层内产生拉应力;在炎热的夏季,旧混凝土板膨胀,在沥青罩面层中产生压压力,由此引起反射裂缝。

在日温度变化下,沥青罩面层顶面温度变化较大,底面温度变化较小,使沥青罩面层出现翘曲变形,随着温度的下降,在罩面层顶面产生拉应力,底面产生压压力。

温度变化越大、越快,产生的压力越大,罩面层越容易开裂。

荷载型反射裂缝:

当汽车荷载驶经接缝时,在沥青罩面层中产生的应力影响线可以分为三个过程。

在整个过程中罩面层收到2次剪切1次弯曲作用,其作用的直接结果是引起反射裂缝的产生和扩展。

荷载因素是引起反射裂缝的一个重要因素。

三、旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层设计方法有哪几种?

请说明其具体内容。

为减缓加铺层出现反射裂缝,需采取哪些措施?

各种措施的效率如何?

沥青加铺层设计的方法有经验法和理论法两种,以经验法为主,经验法主要有以下两种:

1、美国沥青协会(AI)的弯沉法

美国沥青协会认为旧面层接缝(或裂缝)处的弯沉量和弯沉差是引起沥青加铺层开裂的主要原因,因为轮载的施加速度远高于温度变化产生的面层板伸缩位移的速率,因而,此方法以控制接缝或裂缝处的板边平均弯沉量和弯沉差为设计要求。

铺筑沥青加铺层,可以降低旧面层接缝或裂缝处的弯沉量,每厘米密级配沥青混凝土加铺层约可降低2%弯沉量,当需要降低的弯沉量过大(超过50%)时,采用厚加铺层是不经济的,这时,应采取其它措施提高接(裂)缝处的路面结构刚度,以降低旧面层的弯沉量。

沥青协会建议的沥青加铺层厚度,随旧混凝土面层板的长度和当地的年平均温度差而变化。

2)美国陆军工程师部队(COE)经验法

这个方法采用补足厚度(即结构承载能力)缺额的概念,提出了旧水泥混凝土面层上加铺沥青层的经验厚度设计公式:

hov=A(Fhd-cbhex)

COE在强化试验期观测到,沥青加铺层下的混凝土板在荷载作用下逐渐开裂,并继续发展到板碎裂成为0.46m2~0.65m2的小块。

随后,路表弯沉随荷载作用而急剧增加,并在地基内出现剪切破坏。

设计公式以未出现小于上述尺寸碎块的完全破坏为标准。

因此,在公式中引入系数F。

3)AASHTO经验法

该方法也采用补足厚度缺额的概念确定沥青加铺层的厚度,但放弃了F修正系数的考虑,即不考虑加铺后旧混凝土面层板的进一步开裂。

设计公式为:

hov=A(hd-hef)

hef=cbjcbdcbfhex

为减缓加铺层出现反射裂缝,可以采取以下几种措施:

1、增加沥青罩面层的厚度

显然,裂缝必须行走更长的距离才会到达面层,而且罩面层厚度的增加意味着道路弯曲刚度的增加,交通荷载引发的应力相应减少。

较厚的罩面层减少了旧混凝土板的温度变化,温度荷载引发的罩面层中的拉应力也随之减少。

但增加到一定厚度后,防治反射裂缝的效果不明显,也不经济。

通常并不单纯地增加厚度来防治反射裂缝,而是结合采用其他措施。

2、应力/应变吸收薄膜夹层材料

如最早地麻袋布、橡胶沥青垫层,机织土工布和无纺土工布等。

现常用无纺长丝土工布,整体性、连续性好,能耐200度高温,吸附一定的沥青后具有一定的抗渗性,在沥青加铺层开裂后,土工布这一特点可能更有利于抵抗环境因素的破坏。

1.把纤维加入沥青混凝土中或加铺层底部铺设土工织物形成加筋罩面层

可以延缓反射裂缝,我国道路中目前使用较多的是玻璃纤维网格,其具有较高的拉伸强度和较低的延伸度,耐高温性能及其优越。

为了更好地与沥青混凝土相容,表面还附着一层沥青质涂料。

土工布和玻纤网格都能很好地抵抗水平地旧混凝土板运动-温度应力,在裂缝开展初期有较理想的作用。

但通常认为这两种材料抵抗行车荷载的剪切作用效果不佳。

铺设土工织物夹层后,沥青加铺层的厚度可以适当减少。

2.设置结合隔断层以及处治旧路面板

该方法在国外用得较多。

结合隔断层的原理是减少沥青层和旧混凝土层之间的磨擦阻力-正是这个阻力在加铺层中产生了拉应力,这种做法似乎能防治反射裂缝的早期发展,但是对剪切型反射裂缝也无能为力。

裂缝松弛层也叫缓冲层,通常集配较粗,由于缓冲层中的空隙多,下卧板的相对位移在通过该层时不能很快地被传递,缓冲层应与排水层相连,使水可以快速排出。

处治旧路面板地方法,主要将路面板破碎成小块,然后用重型压路机稳定,最后铺设沥青加铺层。

这样能将可能出现的应力降至最低,是目前较好的方法。

但这种方法需要专门的设备,费用较高。

四、沥青路面和水泥混凝土路面设计中,国内外对混合交通是如何考虑的?

有哪几种处理方法?

你对各种处理方法的看法如何?

答:

路面上行驶着不同类型,不同重量的车辆,路面结构设计时要考虑它们在设计年限内对路面的累计损坏作用,因而要了解或估计现有的交通量和轴载组成,预估它们在设计年限内的增长和变化,并把它们换算成当量标准轴载累计作用次数。

沥青路面:

我国的沥青路面设计规范:

1)通过观测站的调查资料,得到该设计道路的初始年日平均交通量,而且将车辆分为11类。

小型客货车、拖拉机和非机动车对路面结构损坏作用轻微,可忽略不计。

确定设计年限内交通量的年平均增长率;确定方向系数和车道系数

2)不同重量的轴载给路面结构带来不同程度的损坏作用。

因而对路面设计来说,感兴趣的是轴载的大小和各级轴载所占比例。

我国采用100KN双轮组单轴轴载为标准轴载,BZZ-100。

各种轴载等效换算的依据原则是:

a、同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损坏程度;b、对同一交通组成,其中任一轴载作为标准,其计算出的路面厚度相同。

通过室内或野外的荷载重复作用试验,可以建立荷载级位同达到损坏时的作用次数间的关系(疲劳方程)。

推演出轴载换算系数公式。

①当以设计弯沉值为指标及沥青层底面拉应力验算时,凡轴载大于25KN的各级轴载作用次数按下式换算,轴载换算系数

其中c1=1+1.2(m-1) 轴组系数

c2――轮组系数

②当进行半刚性基层底面拉应力验算时,凡轴载大于50KN的各级轴载作用次数按下式换算,轴载换算系数

其中c’1=1+2(m-1)

③设计使用期内标准轴载累计作用次数

看法:

1)实际运营中超载,重载现象严重,100KN的标准轴载不尽合理;

1)疲劳方程是通过室内试验得到的,与野外实际情况有出入。

AI法:

AI法在设计中对交通的考虑与我国类似,采用80KN双轮组单轴轴载为标准轴载,计算设计使用期内重复作用的当量轴载次数。

SHELL沥青路面设计方法

以80KN单轴荷载为标准轴载,双轮胎接触面以两个半径为105mm,圆心间距为3

的圆表示,接触压力为0.6MPA。

各级轴载Pi换算成标准轴载的换算系数,按下式确定:

设计使用期内标准轴载累计作用次数的计算,与我国类似,可采用表格方式进行。

看法:

轴载换算以等量的轮胎接触压力为基础,因此无法解释轴载不同,构型不同而接触压力相同的情况下,路面产生的车辙量不同的现象。

AASHTO设计法:

1)采用设计期限内日平均18千磅(80KN)单轴荷载的作用次数。

2)轴载换算:

采用80KN的单轴荷载作为标准轴载,以PSI作为路面结构设计的标准,按现时服务能力指数等效的原则推演得到的轴载换算公式

达到等效的PSI时,不同轴载的当量换算系数随路面类型和结构、轴型以及使用期末的PSI值而异。

3)各类货车当量轴载系数:

在有称重设备时,将采集到的各类货车的轴载谱,按上述轴载换算系数计算分析各类货车的当量轴载系数

4)分析期内设计车道的标准轴数

式中:

ADT0——初始年的双向平均日交通量

n——货车类型数;Tpi——i类货车在日交通量中所占比例;Tfi——i类货车的当量轴载系数;fd——方向系数;fl——车道系数;fg——分析期内交通增长系数

看法:

AASHO试验路的成果及设计方法对各国的路面设计方法参数很大的影响,尤其是在路面耐用性,即工作状态的概念及与此密切相关的观测结果和不同车辆换算系数等方面至今仍有很大的意义。

该法简单可行,应用方便。

缺点:

1)强度标准不明确,耐用性的概念仅反映道路表面的现象,未能揭示路面结构内部的应力应变关系。

2)试验路车辆在固定车道上行驶,交通密集程度是单一型的,与实际情况出入很大,也影响了轴载换算公式的精度

水泥混凝土:

我国路面设计方法:

1)通过观测站的调查资料,得到该设计道路的初始年日平均交通量(双向),车辆组成数据,剔除2轴4轮以下客货车。

确定方向系数和车道系数,得到设计车道的年平均日货车交通量。

2)年增长率一般变动于2%~6%范围内,所确定的年增长率,应控制在设计基准期末的交通量不超过车道通行能力的合理范围内。

3)我国采用100KN双轮组单轴轴载为标准轴载,BZZ-100。

4)利用当地称重站的测定和统计资料,或者通过设立站点进行轴载调查和测定,获得所设计公路的车型、轴型和轴载组成数据,分析计算设计车道使用初期的标准轴载日作用次数。

分析计算可选用下述轴载当量换算系数法或车辆当量轴载系数法。

A、轴载当量换算系数法

式中:

Ns-设计车道使用初期的标准轴载日作用次数;

其中ni-每1000辆2轴6轮以上客货车辆中I种轴型出现的次数;

pij-I种轴型j级轴载的频率(以分数计)

B、车辆当量轴载系数法

各类车辆的当量轴载系数按下式确定:

式中:

-车辆当量轴载系数;k-车辆类型;

-I种轴型j级轴载的频率(以分数计);

-k类车的组成比例(以分数计)

设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处承受的标准荷载累计作用次数按下式定:

看法:

1)实际运营中超载,重载现象严重,100KN的标准轴载不尽合理;

1)利用不同温度应力的疲劳方程计算板上不同位置的疲劳损耗,该方程在室内小梁试件得到,与野外实际情况有出;

2)应力计算公式假设了板与地基保持接触,而疲劳方程依据室内试验结果整理得出,设计理论和方法并不能完全反映路面结构的实际工作状况。

美国PCA设计方法:

为确定设计使用期内各级轴载作用次数,需调查和预测下列交通数据:

(1)平均日交通量和平均日货车交通量(不包括2轴4轮以下的车辆)

(2)货车的方向分布和车道分布系数

(3)交通量平均增长率

(4)各级轴载(单轴2000lbf一级,双轴4000lbf一级)的轴数比例。

1lbf=4.448N

依据以上交通数据,计算设计使用期内各级轴载的累计作用次数

 

五、试分析材料疲劳特性在沥青路面和水泥混凝土路面结构中的重要性。

影响沥青混合料和水泥混凝土疲劳特性的因素有哪些?

请详细说明

答:

路面结构中的重要性:

理论和实验都表明,路面在车轮荷载的作用下,其结构内不同位置的应力应变状态也是不同的,其产生的应力可能低于材料的抗拉强度,但是研究发现,随着车辆作用次数的增加,路面结构强度逐渐下降,直至最后发生破坏,称为疲劳。

由于路面材料的抗压强度比其抗拉强度大得多,而面层底部在车辆下所受的拉应力比表面大得多,因此在路面在车辆反复作用下裂缝常从面层底部出现,这也是为什么路面设计大多以面层底部拉应力作为控制的原因。

沥青路面,在车轮荷载作用下,材料处于弹塑性工作状态,则重复荷载作用将引起塑性变形的累积,当累积变形超过一定的限度时,路面使用性能将下降到允许限度以下,出现破坏极限状态,因塑性变形累积而产生沉陷和车辙是路面的主要病害。

水泥混凝土路面材料处于弹性工作范围内,在重复荷载作用下并不产生塑性变形,但是结构内部将产生微量损伤,微量损伤结果累积到一定限度时,路面结构将发生疲劳断裂,出现破坏极限状态。

累积变形破坏和疲劳破坏不仅同荷载应力的大小有关,而且同荷载应力作用的次数有关。

影响沥青混合料疲劳特性的因素:

1)沥青的粘滞性,在沥青含量一定的情况下,沥青的软化点越高,混合料的疲劳寿命越长,说明使用高粘度的沥青,其混合料就可以获得较高的疲劳寿命;2)沥青的温度敏感性;3)矿质集料的种类和级配,密级配比开级配的沥青混合料疲劳寿命长,集料表面纹理粗糙,棱角丰富,且沥青含量较大的沥青混合料要比粒料表面光滑、无棱角,且沥青含量低的沥青混合料疲劳寿命长;4)沥青含量,沥青用量越多,混合料的柔韧性越好,对于薄层路面来说,其应变能力越大,故疲劳寿命越长,在最佳沥青用量的情况下,混合料集料表面越粗糙,则其疲劳寿命越长;5)空隙率,沥青路面的老化与空隙率有关,空隙率每增加1%,疲劳寿命将降低40%,因此,在沥青路面施工时,要求充分的碾压,保证达到规定的密实度是非常必要的;6)沥青混合料的劲度模量,疲劳试验的控制方式不同,混合料的疲劳寿命也有所不同。

当按应力控制时,劲度高则疲劳寿命长,故温度越低和加载频率大时,混合料劲度大,疲劳寿命也大。

应变控制时则情况相反。

在相同应变的条件下,劲度模量大的混合料将产生较大的应力,疲劳寿命反而小。

影响水泥混凝土疲劳特性的因素:

1)应力比;2)最大应力、最小应力,材料的抗弯拉强度;3)材料本身;4)试验条件,温度、湿度。

六、水对沥青道路使用性能有何影响?

应采用哪些技术措施?

目前三种较为普遍的水损害现象为:

松散、坑洞和唧泥。

松散是指沥青面层中的集料由于丧失相互间的粘结而逐渐酥软直至松垮的现象,在局部松散处,松散的集料颗粒逐渐流失而形成大小不一的坑洞。

松散和坑洞的成因是沥青/集料粘附性差导致的混合料水稳定性不足。

在路面裂缝处,外界水可以不断地渗入并积存于基层顶面,此处地基层结合料被侵入地水溶解成泥浆,在行车荷载的反复挤压下,泥浆从裂缝中被挤压而出,这种现象称为唧泥。

基层的不耐冲刷和路面裂缝或较大空隙是唧泥的根本原因所在。

只要提高基层的耐冲刷性并减少路面裂缝或空隙就可有效地防止唧泥。

水损害有个发展形成过程,大多先有小块网裂、唧泥,由上而下的局部松散逐步扩大,水损害的显著特征是沥青膜的剥落,严重水损害发生地层位主要在中面层,不仅中面层粗集料表面毫无沥青痕迹,甚至细集料也状如粉渣;中面层剥落的沥青会上挤表现为路面泛油,而中面层强度的损失构成了路面网裂、车辙与拥包。

高速公路沥青路面水损害的原因主要有三点:

1)特定的结构条件,近年来高速公路沥青路面路面结构设计有所变化:

为了提高重交通下路面结构的疲劳寿命,沥青下面层由沥青碎石改为密实式或半密实式沥青混合料;为了解决雨天高速交通的安全,沥青上面层采用抗滑表层。

抗滑表层在提高了雨天抗滑性能的同时,潜伏着水损害的可能。

由于实际工程压实度的不均匀以及标准掌握的不同,呈不同程度的渗水,所以行车道上的水损害也是不均匀的。

对于没有考虑路面结构层排水的工程,由各种方式渗入的水就会不均匀的存在包括沥青上、中、下三层在内的空隙之中,空隙水能透过沥青膜进入沥青与集料之间,起着阻碍沥青与集料之间相互粘结的作用;水引起沥青混合料内部的损伤不仅是静态的,在重复荷载作用下当水量积累到一定程度,重复荷载所引起的动水压力,又强化了剥落,加速路面的破坏。

由于离析,由于压实的不均匀,中下面层的空隙率分布不均匀的,如果将路面划分为一个个单元,那么出现上面层渗水、中面层存水、下面层密实不透水这种组合的概率很高,可以说水损害在这种条件下已经成为必然。

2)沥青混合料的水稳定性,如果沥青与集料的粘附性大到足以抵抗高速水流下动水压力的强行剥落,那么即使沥青层空隙饱水也不会在重车作用下发生水损害,因此,提出两方面的问题,第一,有关水稳定性的评价方法,第二,提高沥青与集料粘结力抵抗水损害的能力。

目前使用的有关水稳定性评价方法,满足这些指标的沥青结构层仍然会发生水损害,不能说明这些指标不反映水稳定性,只是评价指标与方法都有它的相对性与条件性。

新的评价指标肯定会对沥青与集料的要求、混合料的组成结构、压实标准、抗剥落剂等提出新的或更高的要求,从而推动技术的发展,特别是高质量的沥青材料生产、沥青改性技术以及新一代的抗剥落剂。

3)材料、工艺与管理水平,为解决雨天交通安全问题国内外防滑层的发展趋势,一是竣工后空隙率>15%~20%以有利于排水;二是竣工后空隙率<7%以防止渗水。

问题关键在落实相应要求的材料、工艺与管理水平。

片面追求平整度、构造深度,放松压实度,进一步加剧了水损害的问题。

相应对策:

沥青路面的水损害可分解为三个层次来认识:

粒料外有沥青薄膜的单个颗粒属第一个层次,水煮法粘附性试验是目前常用的简易而直观的评价方法;沥青混合料属第二层次,影响沥青混合料水损害的内因不仅是石料与沥青的粘附性,还包括沥青混合料的组成结构,最重要的指标是空隙率、饱水率;沥青结构层属第三层次,如果控制住进入沥青结构层的水,那么水损害就不会发生,即使粘附性较差。

排除结构因素,可以得到两个根本的措施:

第一、提高沥青与集料的粘附性;第二、控制空隙率。

提高粘附性最为根本,改性沥青通过提高粘度,改善了粘结力,虽然有助于提高混合料的水稳定性,但不等于解决了长期水浸条件下的粘附性问题,抗剥落剂是工程常用的方法。

另外按密水原则控制空隙率仍然是工程通用的技术措施,问题的关键在于空隙率均匀性的控制。

七、试分析温度对水泥混凝土结构力学性能的影响,在设计中是如何考虑这些影响的?

你对此有何看法?

水泥砼是体积敏感性材料,直接感受大气影响而发生温度、湿度状况变化下的应力变化。

正温度作用下产生的温度翘曲应力,可接近甚至超过荷载应力。

二者的共同作用往往是面层断裂的主要原因。

温度骤降而产生的收缩应力可使早期强度较低的砼板断裂;而持续高温可使砼板或毗邻结构受到高压应力。

具体影响有以下两个方面:

(一)温度延砼面层的不均匀分布,使面层产生翘曲变形,板顶温度高于板底温度时,板中部向上拱起,当板顶温度低于板温度时,四端向上翘起。

这些翘曲变形受到以下四方面的约束:

1、板的自重约两种;2、地基的反力,约束四端或中部的向下位移;3、相邻面层板钳制作用,约束板的伸长和翘曲变形;4、温度延厚度非线性分布时,板横截面翘曲变形后,垂直中面的平面假设,约束了因温度呈曲线分布而产生的那部分超出平面状态的应变。

前三方面的约束,使面层板产生翘曲应力,板顶大于板底时,板底面出现拉应力;反之,顶面出现拉应力。

而第四方面的约束使板的横截面上出现内应力。

(二)砼面层板的总体升温或降温使板的长度产生伸缩变形。

变形受到约束就会产生伸缩应力,约束伸缩变形的主要阻力是:

1、板底面和基层顶面的摩阻力;2、邻板的阻力(包括因接缝内传力杆设置不当时约束伸缩的阻力)。

板平均温度降低时,1产生拉应力;升高时,1和2使板内产生压应力。

设计方法考虑:

1、PCA设计方法中考虑到对板长较短的砼面层,温度翘曲应力不大,且可被湿度翘曲应力抵消部分。

同时,翘曲应力的计算和量测尚未得到可靠验证,难以在厚度设计中将实际产生的翘曲应力考虑在内。

因此,该法中采用限制缩缝间距的方法以控制温度翘曲应力。

2、我国在1984年规范中通过限制面层板的板来控制温度翘曲应力;在现行规范中,采用了将不同级位的温度应力利用疲劳方程和等效疲劳损耗原则推算当量值。

将疲劳应力的分析分为日和年两个层次,分别计算日温度疲劳损耗和年温度疲劳损耗,将算出的温度疲劳损耗与荷载疲劳损耗叠加或综合的疲劳损耗。

看法:

1、在PCA方法中,对温度应力的考虑较为简单,且使用限制缩缝间距的方法可以在一定程度上控制因此引起的面层板断。

但在某些气候和路面结构的条件下,温度应力可能达到甚至超过荷载应力,这时忽略温度应力就不够科学合理

我国现行规范中考虑温度应力采用了与轴载换算相同的方法,使二者在形式上得以统一,可以在设计中兼顾两方面因素的影响,且便于水泥砼路面的程序化设计。

但在计算温度应力疲劳损耗时,着重考虑了温度梯度产生的温度翘曲应力,而对伸缩应力考虑不足,尽管有时它占很大的比例。

一、简述沥青路面与水泥混凝土路面结构层组合

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