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旧水泥砼路面加铺沥青面层层间剪应力分析及剪切试验研究
| 论文题名： | 旧水泥砼路面加铺沥青面层层间剪应力分析及剪切试验研究 |
| 关键词： | 旧水泥砼路面;沥青加铺层;剪应力;层间处理;抗剪强度 |
| 摘要： | 旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的相关研究已经有很长一段时间，但迄今为止并未形成成熟的设计理论和方法。很多沥青路面加铺工程在短期内出现了各种剪切病害，如车辙、推移和拥包等，路面结构的剪切性能日益受到人们的重视。已有的研究指出:原水泥基底和新铺沥青面层之间的粘结层对整个路面结构的强度和稳定性影响很大。但我国现行的路面设计规范对原路面的处理方案和粘结层的相关设计条款都过于简单，更没有针对某一特殊气候环境的区域性规定。故有必要针对此种路面结构的层间剪切性能深入展开研究。 本文利用BISAR3.0软件分析了层间最大剪应力及路面深度方向剪应力的变化规律。针对两种典型的水泥混凝土加铺沥青面层模型，首先计算得到了在荷载作用下层间最大剪应力的作用位置，然后讨论了沥青面层参数对层间剪应力的影响，分析了不同层间接触状态下沿路面深度的剪应力变化规律。计算结果表明:随着水平力系数的增加，沥青加铺层层底剪应力明显增大，说明单层较薄的路面加铺结构对水平力产生的剪力效应更加敏感;随着路面厚度的增加，层间剪应力有效减少，有利于路面的层间抗剪;随着环境温度的上升，沥青混凝土的弹性模量显著减少，但由此引起的层间剪应力上升幅度很小。 为进一步分析层间剪应力问题，本文提出层间剪切试验方案对水泥砼路面加铺沥青面层试件的层间抗剪强度进行研究。先用正交试验方法针对面层级配、界面处理方式、粘层油种类及厚度安排正交试验得到了最佳因素水平组合，在此基础上继续试验，首先得到了不同类型试件的最佳粘层油用量，然后分析了温度、剪切速率、夹层结构、冻融循环对剪切强度的影响。试验结果表明:当粘层油采用AH-90普通沥青时，原状界面的最佳用量为1.2kg/m2，露石界面为1.4kg/m2;当采用SBS改性沥青时，原状界面最佳用量为1.2kg/m2，露石界面为1.6kg/m2;在最佳粘层油用量下，温度从25℃上升到60℃时，随界面形式和所用粘层油种类的不同，试件的抗剪强度降低约45.3～89.5％，其中使用SBS改性沥青粘层油的露石界面试件下降幅度最小;随着剪切速率的增加，露石界面比原状界面试件的抗剪强度降低幅度更明显;在层间添加Trupave聚酯玻纤布后削弱了层间的粘结强度，不利于路面结构的层间稳定性;当冻融次数到达18次时，各类型试件相对不经历冻融循环层间抗剪强度下降约20.8～48.9％。以SBS改性沥青为粘层油的露石界面试件抗剪强度的下降幅度最小。 |
| 作者： | 姚雨 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 李萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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