[博士]舊PCC路面上AC加鋪層設計方法的研究

內容簡介

　　[博士]舊PCC路面上AC加鋪層設計方法的研究　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度：2002　　舊水泥混凝土(PCC)路面上加鋪瀝青罩面層(AC)，包含剛柔兩種結構形式，而且再采用土工織物夾層防治/延緩反射裂縫，形成了復雜的復合結構。對于這種結構，目前還沒有一個成熟的研究模型，繼續(xù)開展舊PCC路面上加罩AC面層的反射裂縫和防治反射裂縫的加鋪層設計方法這方面的研究，不僅是必要的，而且具有實用價值.　　本文首先借助有限元軟件ANSYS對舊PCC路面上AC加鋪層的復合式路面結構進行力學分析，包括夾層的效果、加鋪層厚度和加鋪層模量的影響.有限元分析表明:(1)夾層的效果取決于夾層的模量，夾層模量要大于500 MPa才能減小加鋪層底部的各個應力分量，模量太低的夾層效果較差.通常說來，玻璃纖維網(wǎng)格夾層的效果要比土工布的好。加鋪層中部的夾層對加鋪層底部的內力影響很小.但它能減小加鋪層頂部的彎沉，因此，同時在加鋪層底部和中部鋪設夾層，能減小整體彎沉，提高結構抗車轍的能力。(2)加鋪層的厚度對加鋪層中的應力影響很大，等效應力和最大剪應力隨加鋪層厚度的增加而減小，減小的幅值約為4.7~6.2 %/cm，平均值為5.4 %/cm。加鋪層厚度減小加鋪層底面彎沉差的平均效果為5.3%/an，即，加鋪層每增加1厚度可以減少加鋪層底面彎沉差5%左右.③加鋪層的模量同樣影響加鋪層中的應力.加鋪層的模量提高，應力也隨之增大，幅度為1.5 ~4.1 %1100MPa平均增加2.5%/100MPa。加鋪層的彎沉和彎沉差隨著加鋪層模量的增加而減小，加鋪層底面彎沉差隨加鋪層模量的平均變化為3.S%/100 MPa，而且彎沉差減小的幅度比絕對彎沉的大。　　為了評價土工織物的防反效果，設計了一些室內試驗，包括中梁彎拉強度試驗、中梁?！　谠囼灪蛙囖H試驗。中梁彎拉強度試驗表明，土工織物對瀝青混凝土材料有加筋作用。盡管　　試驗結果和有限元中梁強度分析結果不完全一致，但是玻璃纖維網(wǎng)格夾層材料由于其高模量　　小變形的優(yōu)良性質，在兩種分析中都表現(xiàn)出對瀝青混凝土的加筋作用，底部使用玻璃纖維網(wǎng)　　格的雙層加筋效果也是可以肯定的.車轍試驗表明:若要提高瀝青混凝土材料的臨界應變，似乎土工布的效果比玻璃纖維網(wǎng)格的要好。　　試驗路研究和實體工程分析表明:浦東南路舊路改建工程加鋪層效果較好，至今已二年半左右，未見反射裂縫出現(xiàn)。路面接縫處的彎沉與彎沉差的實測值與理論計算值基本一致?！　? 最后，在以上的理論分析和室內試驗結果基礎上，本文對各種加鋪層設計方法進行比較分析之后，結合試驗路觀測結果，提出了一種考慮反射裂縫的舊PCC路面上AC加鋪層設計方法，并對該設計方法的進一步完善提出了設想。

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