柔性基层沥青路面结构力学分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 柔性基层沥青路面结构力学分析 摘要：本文根据作者的实践工程 对柔性基层沥青路面结构力学做以分析 研究，供同类工程借鉴参考！ 中国论文网 /2/view-12903169.htm 关键词：高速公路，沥青路面， 结构设计 Abstract: in this paper, according to the authors practice of flexible engineering grassroots the asphalt pavement structure mechanics to do analysis and study of the reference for similar engineering. Keywords: highway, asphalt pavement, the structure design -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号： U416.217 文献标 识码：A 文章编号： 1 工程概况 广州至河源高速公路是广州市路 网规划“五环十八射 ”中的 “第六射”，位 于广州市东北面，西起广州华南快速干 线春岗立交，横穿萝岗、白云、增城、 东进惠州市、河源市，止于惠（州）河 （源）高速公路，全长 149Km。 2 路面结构设计 根据广州至河源高速公路惠州 段两阶段施工图设计可知，本项目沥 青路面设计年限为 15 年，设计年限内 一个车道上的累计标准轴载（100KN） 作用次数 Ne=2.40107 次，设计弯沉 30（0.01mm） 。路基段路面结构设计采 用倒装式柔性基层沥青路面结构，如图 1-1 所示。 4cm，SBS 改性沥青 Sup-12.5 必要时设 PC-3 乳化沥青粘层 7cm，SBS 改性沥青 Sup-19 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 必要时设 PC-3 乳化沥青粘层 8cm，普通沥青 Sup-25 必要时设 PC-3 乳化沥青粘层 9cm，普通沥青 ATB-25 AL （M）-2 液体沥青 32cm，级配碎石 15cm，2.5MPa 水泥稳定碎石 路基 图 1-1 本项目柔性基层沥青路 面设计结构图 3 路面结构弯沉和层底弯拉应力 变化趋势分析 3.1 土基模量对最大拉应力和交 工验收弯沉的影响分析 在其他参数不变的情况下，半刚 性基层沥青路面各结构层最大拉应力和 交工验收弯沉随土基模量的变化情况， AC-13C 上面层层底受压，其压应力随 土基模量的增大而减小；AC-20C 中面 层层底的最大拉应力随土基模量的增大 先受压，后逐渐变向受拉，但增大幅度 不明显；AC-25 下面层层底受压，其压 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 应力随土基模量的变化影响甚微；水稳 基层的层底最大拉应力随土基模量的增 大而减小，但减小幅度不明显，尤其是 上基层层底拉应力几乎不受土基模量变 化的影响；水稳底基层层底的最大拉应 力随土基模量的增大而减小，减小的幅 度相对其他水稳层较为显著。 3.11 随着土基模量的增大，沥青 层各层和水稳基层的顶面交工验收弯沉 有所减少，但减小的幅度不明显，水稳 底基层和土基的顶面交工验收弯沉显著 降低，说明水稳底基层和土基的顶面弯 沉对土基模量的变化比较敏感。 3.2 水稳底基层回弹模量对最大 拉应力和交工验收弯沉的影响分析 在其他参数不变的情况下，半刚 性基层沥青路面各结构层最大拉应力和 交工验收弯沉随水稳底基层模量的变化 情况。 3.21 随着水稳底基层抗压回弹模 量的增大，AC-13C 上面层层底的最大 压应力有所减小，但减小的幅度不明显； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 AC-20C 中面层和 AC-25C，下面层层 底的最大拉应力变化甚微，且基本受压； 水稳基层层底的最大拉应力逐渐减小， 尤其是水稳下基层减小幅度明显；水稳 底基层层底的最大拉应力显著增大，显 然水稳下基层和底基层层底最大拉应力 对水稳底基层的抗压回弹模量变化较为 敏感。随着水稳底基层抗压回弹模量的 增大，沥青层各层和水稳上基层的顶面 交工验收弯沉有所减少，但减小的幅度 不明显，水稳下基层和水稳底基层的顶 面交工验收弯沉显著降低，尤其是水稳 底基层的顶面交工验收弯沉降低幅度很 大，这两层对水稳底基层的抗压回弹模 量变化较为敏感。 3.22 水稳基层回弹模量对最大拉 应力和交工验收弯沉的影响分析在其他 参数不变的情况下，半刚性基层沥青路 面各结构层最大拉应力和交工验收弯沉 随水稳基层模量的变化情况随着水稳基 层抗压回弹模量的增大，AC-13C 上面 层层底的最大压应力减小明显，AC- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 20C 中面层层底的最大拉应力随土基模 量的增大先受拉，后逐渐变向受压，但 减小幅度不明显，AC-25C 下面层层底 的最大拉应力先受拉，后逐渐变向受压， 而且其减小幅度最为明显；水稳上基层 层底的最大拉应力在增大，但变化趋势 不明显，水稳下基层层底的最大拉应力 随着其抗压回弹模量的增大也在增大， 其变化趋势相对水稳上基层较为明显； 水稳底基层层底的最大拉应力随着其在 减小，但减小幅度不明显。从中可知， AC-25 层底最大拉应力对水稳基层的抗 压回弹模量变化较为敏感。 3.23 随着水稳底基层抗压回弹模 量的增大，沥青层各层和水稳层的顶面 交工验收弯沉有所减少，但当水稳基层 抗压回弹模量大于 1200MPa 时，各沥 青层和水稳层顶面交工验收弯沉减少幅 度不明显，其中水稳基层的顶面交工验 收弯沉变化趋势最为明显。 3.3 组合式基层沥青路面结构弯 沉和层底弯拉应力变化趋势分析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 3.3.1 土基模量对最大拉应力和交 工验收弯沉的影响分析 在其他参数不变的情况下，组合 式基层沥青路面各结构层最大拉应力和 交工验收弯沉随土基模量的变化情况 AC-13C 上面层层底受压，其压应力随 土基模量的增大而减小；AC-20C 中面 层层底最大拉应力随土基模量的增大先 受压，然后逐渐变向受拉，但变化幅度 不大；ATB-25 上基层层底拉应力随着 土基模量的增大从受压逐渐变到受拉， 但其变化甚微；水稳层层底的最大拉应 力随土基模量的增大而减小，但减小的 幅度较小，其中水稳基层比水稳底基层 变化幅度小。 图 1-2 组合式基层路面结构中 土基回弹模量与顶面交工验收弯沉关系 曲线图 从图 1-2 可以看出：随着土基 模量的增大，沥青层各层的顶面交工验 收弯沉有所减小，但减小的幅度甚微； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 水稳基层和底基层的顶面交工验收弯沉 有所减小，但变化幅度不大；未筛分碎 石和土基的顶面交工验收弯沉显著降低， 说明未筛分碎石和土基的顶面弯沉对土 基模量的变化比较敏感。 3.3.2 水稳底基层回弹模量对最大 拉应力和交工验收弯沉的影响分析 在其他参数不变的情况下，组合 式基层沥青路面各结构层最大拉应力和 交工 验收弯沉随水稳底基层模量的变 化情况，随着水稳底基层抗压回弹模量 的增大，AC-13C 上面层层底的最大压 应力有所减小，但减小的幅度不明显； AC-20C 中面层层底的最大拉应力变化 甚微，且基本受压；ATB-25 上基层随 水稳底基层模量的增大先受拉，后逐渐 变向受压，但变化幅度不明显；水稳基 层层底的最大拉应力显著减小，水稳底 基层层底的最大拉应力显著增大，显然 水稳层层底最大拉应力对水稳底基层的 抗压回弹模量变化较为敏感。随着水稳 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 底基层抗压回弹模量的增大，沥青层各 层的顶面交工验收弯沉有所减少，但减 小的幅度不明显，水稳基层的顶面交工 验收弯沉有所降低，但变化幅度不大， 水稳底基层的顶面交工验收弯沉随其抗 压回弹模量的增大下降幅度较大。显然 水稳底基层对其抗压回弹模量变化较为 敏感。 随着水稳底基层抗压回弹模量的 增大，沥青层各层和水稳层的顶面交工 验收弯沉有所减小，但当水稳基层抗压 回弹模量大于 1200MPa 时，各沥青层 和水稳层底顶面交工验收弯沉减小幅度 不明显，其中水稳基层的顶面交工验收 弯沉变化趋势最为明显。 4 小结 通过对路面结构弯沉检测结果分 析可知： 4.1 通过对路面结构类型的分析 可知，柔性基层沥青路面的整体强度是 三种典型路面结构中最小的，因此，其 计算弯沉值要大于半刚性基层沥青路面 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 和组合 式基层沥青路面的计算弯沉值。 4.2 通过分析天气情况对路面各 结构层弯沉的影响，发现水对路面各结 构层弯沉的影响也是不可忽视的，本次 调查分析路段地处亚热带热带湿润季 风气候区，温暖多雨，水系发育，地下 水补给充沛。另路面施工和检测期间雨 水亦充沛。 4.3 由路基含水量调查分析也反 映了本项目大部分路基天然含水量大于 最佳含水量，最大达 22.47%，室内外 路基回弹模量实测结果也反映了大多路 段路基回弹模量低于设计值，以致成为 了路面结构层顶面实测弯沉大于计算弯 沉的影响因素之一。 4.4 通过对路面结构层施工质量 的分析可知，本项目已成型路面各结构 层的厚度均能满足设计要求。根据沥青 路面设计方法理论体系，可见导致本项 目结构层