水泥混凝土拓宽罩面工程碾压混凝土刚性基层应用研究

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lc m。应 力吸 收层 ( 不参 与结 构计 算 )
2 m, 碾 压 混 凝 土 , , 35MP 8c 厂 = . a
2 m,5%水 泥稳 定碎 石基 层 0c
1 l,3% 水 泥 稳 定 碎 石 底 基 层 8CI T
注 :( 表 新 建 结 构 ; 2) 不 1 1) ( 表 日路 面 结 构 。
图 3 混 凝 土 路 面 车 辆 荷 载 加 载 示 意 图
0 0 lMP , 向 最 大 拉 应 力 为 0 0 2MP , 向 最 . l a 横 . 2 a 竖
大 拉 应 力 为 0. 1 a 0 5 MP 。
汽 车 荷 载 采 用 单 轴 双 轮 ,汽 车 轮 载 采 用
1. m x1 . m 的 正 方 形 垂 直 均 布 荷 载 模 拟 , 8 9c 8 9c 双 轮 问 距 3 m, 侧 轮 隙 间 距 为 1 2c , 触 压 应 力 2c 两 8 m 接
第 3 6卷 , 2期 第 2 0 1 年 4 月 1
公 路 工 程
Hi h y En i e r n g wa g n e i g
Vo . 6,No 2 13 . Ap r, , 20 1 1
水 泥 混 凝 土 拓 宽 罩 面 工 程 碾 压 混 凝 土 刚 性 基 层 应 用 研 究
的碾 压混 凝 土 板 结 构 满 足 分 析 年 限 1 5a的 使 用 要 求 , 具 有一 定 的结构 安 全储 备 。 并
5c m,AC一 6 1 C改性 沥青 混合 料
改 性 乳 化 沥 青 粘 层
8c GA 2 C普 通 沥 青 混 合 料 +外 掺 抗 车 辙 剂 m, C一 0
G a gD n A n i eigC nu a t C . Ld G a ghu u nd n 16 7 C ia u n o gC C E g er o sh ns o , t , un zo ,G a go g50 2 , hn ) n n
[ yw r s e e t o ce ae n; i noel ; o e o p c dcnrt; ii l e t Ke o d ]cm n cnrt pvmet wd -vr y r lr m at o ce Fnt e m n e e a l c e e e e 道路 拓宽工 程最核 心 的问题就是 减少新 老路基
黄 昌 明 ,袁 万 杰 何 阳 春 ,
( . 山市 三 水 区 交 通 建设 投 资有 限公 司 ,广东 佛 山 1佛
5 02 ) 16 7
5 8 0 ; 2 广 东 华美 加 工 程 顾 问 有 限公 司 , 东 广 州 2 10 . 广
[ 摘
要 ]针 对 水 泥 混凝 土路 面拓 宽 罩 面 结 构 的受 力 特 征 , 过 现 行 设 计 规 范 中 复合 式 路 面疲 劳应 力 验 算 、 通 采
图 2 混 凝 土 路 面 拓 宽 有 限 元 模 型
注 :负 值 为 压 应 力 ; 值 为 拉 应 力 。 表 3一表 5 同 。 正
在 邻 近 汽 车 荷 载 位 置 沥 青 层 底 均 表 现 为 压 应 力 , 着距 离汽 车荷 载作 用位 置 的增加 , 渐在 新 旧 随 逐 路 面拼 接部 位 的沥青 面层 底 表现 为拉应 力 。其 中新 旧 混 凝 土 板 拼 接 处 沥 青 面. 底 竖 向 剪 应 力 为 层 0 0 8MP , 青 面 层 底 纵 向 最 大 拉 应 力 为 . 0 a 沥
结合 部位 因不 协调 变形 出现 的不均匀 沉 陷以及 由此 产生 的路面纵 向裂缝 ¨ 。针对 旧水 泥混 凝土 路 面
行性。
1 复 合 式 拓 宽路 面结 构 及 力 学分 析
结合工 程实 际 情况 和 已有 工程 经 验 , 沥青
的拓宽 部分结 构组 合设 计 , 采 用 半 刚性 材 料 或者 若 柔性 材料 , 与 旧水 泥 混凝 土路 面 纵 向拼 接部 位 产 在 生 的竖 向变形很 难 达 到协 调 , 在行 车荷 载 反复 作 用
Ap l a in Re e r h o l r Co p ce n r t fRi i s p i to s a c n Rol m a t d Co c ee o g d Ba e c e
f r W i e o e l y Ce e t Co c e e Pa e e t o d n- v r a m n n r t v m n
将 B Z一10标 准 车 辆荷 载作 用 于道 路 拓宽 处 Z 0 的路 面板 顶时 , 析新 、 分 旧面板 各结构 层 的应力 分布 和拉 杆的受 力 情况 。拉 杆设 置参 考现 行公 路水 泥混 凝 土 设 计 规 范 , 杆 的 直 径 为 1 E,间 距 拉 6m
5 m , 为 8 m。 0c 长 0c 2 2 车 辆 荷 载 作 用 于 混 凝 土 面 板 中部 .
用 有 限元 对 碾 压 混 凝 土 刚 性 基层 拼 接 面 板板 边 ( 向板 中 ) 置 的拉 应 力 、 杆 受 力 计 算 和接 缝 剪 应力 的验 算 。 结 纵 位 拉
果 表 明 , 管 随 着 汽 车荷 载作 用 位 置 不 同 , 青 罩 面 层 底 、 凝 土板 顶 和 拉 杆 的 受 力 有 所 差 异 , 均 可 满 足 沥 青 罩 尽 沥 混 但
下, 因该部 位存 在一定 的纵 向或者横 向相对 位移 , 纵 向接 缝处 必 将 出 现 较 大 的横 向拉 应 力 和纵 向剪 应
罩面层 为 1 m, 压 混 凝 土与 旧水 泥 混 凝 土板 等 3c 碾
厚 为 2 m, 8c 下设水 稳基层 、 底基 层 和未 筛分 碎石 垫
层 , 面结构组合 设计 如 图 l 示。 以 2 1 路 所 0 3年作 为 路 面结 构力学验 算基 准期 , 对拓 宽 路 面碾 压混 凝 土 板加 铺 沥青罩面 设 计分 析 年限 取 为 1 , 5a 计算 分析 年 限内标准 轴载 累计作用 次数 3 1 0 。根据 . 6x1 次
具 体计 算结果 为 :
加铺 沥青 罩面层后 碾压混 凝土面板 的荷载 疲劳
遵 力 仃p:19 a r . 2MP ;
加铺 沥青罩 面层后 碾压混凝 土面板 的温度疲 劳
应力 = . 7MP ; 0 0 a
工 程实 际 , 借助有 限元 法对 新 旧路 面结 构 拼 接部 并 位 的受力 状况 进行 分 析和 计 算 , 理评 价 水 泥 混凝 合
力 , 终沿此 部位 形成纵 向反 射裂缝 , 最 影响路 面 的耐 久 性 。 因此 , 为保 证 新 旧路 面纵 向拼 接 部位 竖
向变形 的协调 性 , 过 合 理控 制 拓 宽路 基 的 沉 降变 通
形 量 , l 混凝 土路 面 拼接 层 采 用碾 压 混凝 土 刚性 与 1 3
碾压 混凝 土板 顶 的纵 向拉应 力发 生 在临近 拼 接 纵 缝 的 荷 载 作 用 位 置 处 , 最 7MP , 载 作 用 在 拼 宽 面 板 板 中 边 缘 位 置 。 . a 荷 旧混 凝 土与 拼接 混 凝 土 板 间 接缝 处 设 置 拉 杆 , 杆 拉 的直 径 为 1 m, 度 8 m、 距 6 E。各 结 构 6m 长 0c 间 0C
MP a
用 位置 的增 加 , 渐 由拉 应 力 表 现为 压 应力 。 碾压 逐
在邻 近汽 车荷 载位置沥 青层底 同样 均表 现为压 应力 , 随着 距离汽 车荷 载作用位 置的增加 , 逐渐在 新
混凝 土板 顶 的竖 向拉应力 发生 在 临近荷 载作用 位置 的拼 接纵 缝处 , 最大 拉应 力 为 0 0 2MP , 大竖 向 . 8 a 最 压应力 则 出现 在荷 载作 用位置 。 旧水 泥混凝 土板 顶 的纵 向拉应力 亦发 生在 临近
土 路面 拓宽 部分采用 碾压混 凝土 拼装结 构的 技术可
【 稿 日期 】2 1 —1 — 0 收 00 1 2
变异水 平按 高级考虑 , 可靠度 系数 y =15 ; . 0
据此 可以得 出 :, o , r )=1 5 , ( p +o ,r 打 . 0×( . 2+ 19
[ 作者 简 介 】黄 吕明 ( 9 1 , , 东 阳 春 人 , 17 一) 男 广 工程 师 , 要从 事 路 桥建 设 管理 工 作 。 主
材 料 , 之采用水 泥混凝 土 既节约 了工程 造价 , 较 又因 其 刚度较 大 , 可通 过设 置层间 拉杆 , 协调新 旧路面 因 刚度 差引起 的不 协调 变 形 , 缓解 路 面 拓 宽拼 接 部位 产生 的反射 裂缝 , 长路 面的使 用寿命 。为此 , 延 结合
我 国现 行路 面设计规 范 ¨ 们有关 要求进 行 结构验 算 ,
0 2 3 MP 。横 向拉应 力 发 生 在 远 离 拼接 纵 缝 的荷 .4 a
载作用 位 置 处 , 向最 大 拉 应 力 为 0 19 MP 。碾 横 .4 a 压 混凝 土 板 顶 的纵 、 向应力 均 随 距离 汽 车 荷载 作 横




3 6卷
表 3 荷 载 作 用 于 板 中 时 混凝 土 板 顶 应 力 分 布 情 况
HUANG C a g n YU a je ,HE Y n c u h n mig , AN W n i a gh n
( . o h nS n h i rf c C nt cin Iv sme t o , t 1 F s a a s u af o s u t n et n . Ld,F s a T i r o C o h n,Gu n d n 2 0,C ia 2 a g o g5 8 0 1 hn ; .
表 2 荷 载 作 用 于 板 中 时 沥 青 面 层 底 及 拉 杆 应 力 分 布 情 况 MP a