瀝青加鋪層荷載應(yīng)力分析

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1、38道路交通．城市道橋與防洪2011年1月第1期瀝青加鋪層荷載應(yīng)力分析羊明(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責(zé)任公司，貴州貴陽550000)摘要：對于舊水泥混凝土路面上直接加鋪瀝青層路面結(jié)構(gòu)，板接縫處是整個路面的薄弱環(huán)節(jié)，在荷載作用下，接縫上面的AC層會產(chǎn)生應(yīng)力集中，反射裂縫容易由此產(chǎn)生。故有必要對接縫處AC層在荷載作用下的應(yīng)力、位移進(jìn)行計算與分析，為加鋪設(shè)計方法提供理論依據(jù)。．關(guān)鍵詞：瀝青加鋪層；臨界荷位；應(yīng)力分析中圖分類號：U418．8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009—7716(2011)ol一0038—05荷載邊緣切縫布置)和對稱荷載(荷

2、載跨縫對稱布1計算模型置)，以及混凝土板路面寬度是根據(jù)車道寬度確定舊混凝土板上加鋪AC層路面結(jié)構(gòu)，其接縫的，故荷載跨縫分布的可能性很小。加鋪瀝青層后處的計算模型既區(qū)別于彈性層狀體系，也不同于荷載作用位置范圍可能會增大，分析中考慮了如彈性地基上的板，本研究采用有限元程序ANSYS下荷載情況(見圖1)。計算，為便于分析，采用如下假定：(1)水泥混凝土板與地基間光滑接觸。現(xiàn)行規(guī)范中對板底應(yīng)力計算時，認(rèn)為地基對板的水平方(二二)④向摩阻力可以忽略，而按層問光滑考慮。對于己使用多年舊混凝土板，由于使用期內(nèi)溫度應(yīng)力、荷載應(yīng)力的反復(fù)作用與環(huán)境因素的影響，使土基

3、與板、()()＼／、間的約束進(jìn)一步減小。(2)水泥混凝土板與瀝青層間完全連續(xù)。瀝青層加鋪前，混凝土板上要灑粘層油，從而增加了板與瀝青層之間的粘結(jié)。(3)接縫考慮一定寬度、無傳荷?？v縫中雖設(shè)有拉桿，但其目的是防止板的橫向位移，計算中通圖1荷位分布圖常不考慮傳荷作用；橫縫大多為縮縫，采用假縫形式居多，故在計算中不計入傳荷作用。第一種情況為荷載作用于板縱縫處，考慮相(4)地基為彈性半空間地基(E地基)。我國瀝鄰兩塊板，計算輪載與軸載(圖1中①處)。青路面和剛性路面設(shè)計傳統(tǒng)上都以彈性模量E第二種情況為荷載作用于板橫縫處，并從板作為設(shè)計參數(shù)。中向板邊移動，

4、考慮相鄰兩塊板，計算輪載與軸(5)各層材料具有線彈性，以E，表征。載，輪載分為偏載與對稱荷載(圖1中②處1。第三種情況為荷載作用于板角處，考慮相鄰2臨界荷位分析四塊板，輪載按偏載與對稱荷載分別計算(圖1中臨界荷位的確定與對象有關(guān)。普通混凝土板③處)。的臨界荷位是軸載作用于縱縫邊緣中部，這時板本次試驗采用靜態(tài)彎沉儀(貝克曼梁彎沉儀)底產(chǎn)生最大應(yīng)力。對于舊混凝土板加鋪瀝青面層，和后軸為100kN的標(biāo)準(zhǔn)軸載車(一側(cè)雙輪荷載：／／0：：為控制瀝青層出現(xiàn)反射裂縫，就以瀝青層內(nèi)應(yīng)力、50±1kN；輪胎充氣壓力：0．7±0．05MPa；單輪傳位移的不利狀態(tài)作為

5、選擇臨界荷位的依據(jù)。壓面當(dāng)量圓直徑：21．30±0．5cm)進(jìn)行彎沉測量。由于混凝土板有縱縫和橫縫，荷載情況可分橫縫檢測時，后軸位置在板的中部，后軸距橫縫距為雙輪組輪載與軸載，荷載布置時又分為偏載(即離19-22em，彎沉儀或彎沉差專用設(shè)備測點安放位置，對于加載板測點其距橫縫距離均2～3cm；收稿日期：2010—06—24作者簡介：羊明(1980一)，男，湖南邵陽人，工程師，從事交通縱縫彎沉檢測時，其后軸位置在縱縫邊緣中部，后工程監(jiān)控檢測工作。軸一側(cè)雙輪輪隙中心距縱縫33～36em，測點安放2011年1月第1期城市道橋與防洪道路交通39位置，對于

6、加載板測點其距縱縫距離均2～3cm；計算中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)瀝青層厚度在12em以內(nèi)時，板角彎沉測試時，后軸一側(cè)放置在板角，雙輪輪隙瀝青層基本處于受壓狀態(tài)，故計算分析時以瀝青中心距縱縫33～36cm，雙輪輪隙中心距橫縫層剪應(yīng)力與接縫兩側(cè)最大彎沉差為主。19～22cm，另一側(cè)放在橫縫邊緣，雙輪輪隙中心距從表1中可見：荷載作用于板中縱縫附近時，橫縫1922em，測點位置見圖2。輪載IJ3、軸載z均產(chǎn)生最大剪應(yīng)力、最大彎沉差(即雙輪載作用于板縫一側(cè))。軸載作用時，剪應(yīng)E}_力與彎沉差較輪載的大，但幅度很小。(2)荷載作用于板橫縫處具體的荷載位置與計算結(jié)果見圖4、

7、表2。軸0日．田載情況是在圖示輪載左側(cè)加上另一側(cè)輪載。當(dāng)／／,x=26cm時，荷載切于板的自由邊；x=225cm時，言。輪載作用于板中間。I(a)橫縫匕_部圖2測點位置計算參數(shù)為板長5rn，寬4．5m，瀝青混凝土模量E=1500MPa，泊松比=O．25，瀝青層厚度h=6cm，水泥混凝土板模量E=30000MPa，泊松比=O．15，水泥混凝土板厚度h=20cm，基礎(chǔ)模量E=100MPa，泊松比s=0．35，接縫寬度0．8cm，所加圖4荷載作用于板橫縫荷載為標(biāo)準(zhǔn)荷載(BZZ一100kN)，加載應(yīng)力為0．7MPa。表2荷載作用于橫縫計算結(jié)果(1)荷載作

8、用于板縱縫處圖3、表1給出了具體的荷載位置、形式與計算結(jié)果，L。k為輪載，z。～z為單軸載。IoIX0FTlq從表2可以看出，荷載L只要