泡沫沥青就地冷再生路面力学性能影响因素分析论文_崔伯宝

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摘要:现如今,我国的国民经济在快速的发展,社会在不断的进步,针对泡沫沥青就地冷再生路面结构设计中存在的问题,以三层结构体系为基础,结合泡沫沥青冷再生路面结构设计参数调查,采用正交试验方法建立路面结构计算方案,通过BISAR3.0计算不同结构组合下路表最大弯沉、冷再生层层底拉应力,分析面层厚度、冷再生厚度、原基础当量模量以及层间结合对路表弯沉以及冷再生层层底拉应力的影响,为泡沫沥青冷再生路面结构组合设计提供理论参考。

关键词:泡沫沥青就地冷再生;路面;结构组合;设计参数;力学性能;影响因素

引言

泡沫沥青就地冷再生技术作为新兴“绿色”的道路再生养护方法,符合我国节约能源、保护生态环境和沥青路面废旧材料再生利用的可持续发展战略方针,越来越受到国内外公路管养单位的重视。其应用于路面结构基层以及底基层的再生改造中,无论是对节能环保、降低道路维修成本,还是对路面性能都具有重要价值。路面结构设计是泡沫沥青冷再生路面的重要内容。目前国外已形成较成熟的冷再生沥青路面结构设计方法。美国AASHTO法在路面结构数(SN)-轴载次数(N)-使用性能(PSI)关系式的基础上,将冷再生层作为加铺层处理,设计理念仍是基于结构数;AI法主要采用计算法以及查表法对冷再生层厚度进行设计,同时推荐了冷再生基层上最小沥青面层厚度;南非在冷再生混合料配合比设计以及结构设计等方面的研究已经非常成熟,形成了完整的再生技术理论与方法,以重车模拟试验和大量室内试验结果为依据,将再生混合料路面的结构行为分为两个阶段:疲劳破坏阶段和等效粒料阶段,以路面永久变形达到20mm作为控制标准,通过计算可以得到不同交通等级N所需的道路结构层厚度。

1泡沫沥青就地冷再生路面结构设计参数沥青路面设计参数有沥青面层厚度以及回弹模量、冷再生层厚度以及回弹模量、原基础当量回弹模量以及层间结合情况。其中沥青面层、冷再生层材料回弹模量参考现行规范中材料参数取值范围,并结合调查得到的泡沫沥青冷再生路面设计过程中路面材料参数进行取值,本文在泡沫沥青就地冷再生路面结构性能计算分析过程中,采用的主要材料参数如表1所示。

表1泡沫沥青冷再生路面材料参数取值表

图1路面结构计算模型

2.2路面结构性能影响因素分析方案

沥青面层厚度、泡沫沥青冷再生层厚度、原基础当量回弹模量、原基础与再生层层间接触状况以及再生层与沥青面层的层间接触状况变化都会影响到泡沫沥青就地冷再生路面结构的承载力和冷再生层的层底拉应力。在泡沫沥青路面结构设计过程中,需要明确上述各个结构影响因素的重要性,从而有针对性地采取改善措施,保证沥青路面的路用性能。

3泡沫沥青就地冷再生路面结构性能影响因素敏感性分析

3.1沥青路面弯沉影响因素敏感性分析

以弯沉为评价指标,采用直观分析法对试验数据进行处理分析,如表5所示。

表5路表最大弯沉直观分析结果

根据正交试验直观分析结果可知:

(1)面层厚度、冷再生层厚度、原基础模量的水平4,层间结合1与层间结合2的水平1冷再生层层底拉应力最小,说明面层厚度与冷再生层厚度越厚,原基础模量越大,层间结合越接近连续状态,冷再生层层底拉应力越小,沥青路面的抗裂性能越好。(2)由极差可得,五种因素对于冷再生层层底拉应力影响的顺序为:原基础模量>冷再生层厚度>冷再生层与原基础层间结合>面层厚度>面层与冷再生层层间结合。其中原基础当量模量与冷再生层厚度的影响程度远大于其余三个,面层厚度与层间结合2的影响程度基本一致,层间结合1的影响程度较小。

结语

(1)面层厚度、冷再生层厚度、原基础模量以及层间结合等五个因素对泡沫沥青就地冷再生路面路表最大弯沉的影响大小顺序为:原基础模量>冷再生层厚度>面层厚度>面层与冷再生层层间结合>冷再生层与原基础层间结合;(2)面层厚度、冷再生层厚度、原基础模量以及层间结合等五个因素对泡沫沥青就地冷再生路面冷再生层层底拉应力的影响大小顺序为:原基础模量>冷再生层厚度>冷再生层原基础层间结合>面层厚度>面层与冷再生层层间结合;(3)根据分析结果,在进行泡沫沥青冷再生路面结构组合设计时,首先应考虑原基础的强度,并保证冷再生层有足够的厚度;加强层间结合作用可以达到增加面层厚度相同的效果。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.JTGD50-2006公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

论文作者:崔伯宝

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期

论文发表时间:2018/11/5

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