层间APP改性沥青油毡力学分析.pdfVIP

层问APP改性沥青油毡力学分析 申雷霄l 王乾2 王选仓2 (1．徐州市公路管理处(中国矿业大学建工学院)徐州 221002； 2．长安大学公路学院 西安 710064) APP改性沥青油毡是以聚酯毡或玻纤毡为胎体，经氧化沥青轻度浸渍后，两面涂覆APP改性沥青，然 后在上表面撒以隔离材料，下表面覆盖聚乙烯薄膜或撒布细砂而成的沥青类防水卷材。APP改性沥青油毡 在机场的沥青混凝土盖被改造中已开展了许多的研究[1]，并应用于工程实践，取得了许多有益的、可供借鉴 的试验数据和工程实践经验。而该类油毡作为层问防裂夹层的应用还不广泛，许多研究尚处于初级阶段，力 学分析正是其中较薄弱的一项。 本文针对上述情况，以经典力学理论为基础，建立相应的力学模型，对APP改性沥青油毡的受力和变形 进行分析，推导出油毡受力的实用计算公式。深化和加强了力学研究，为进一步开展APP改性沥青油毡在 层间防裂夹层中的应用提供了可靠的依据，具有相当的理论意义与现实意义。 1计算模型 APP改性沥青油毡用于旧水泥路面沥青加铺层防裂，主要是运用了张紧的薄膜效应原理。一方面，由 于APP改性沥青油毡在缝处分离了水泥板和沥青面层，可以延缓面层反射裂缝的产生；另一方面，在旧板缝 处，APP改性沥青油毡的延伸起到了吸收由轮载及温度产生的部分应力，防止了裂缝向上传播，从而减少和 延缓了反射裂缝的扩展。 根据薄膜张紧效应原理，运用弹性力学的有关基本知识，建立力学模型进行APP改性沥青油毡防裂夹 层的力学分析与设计。 假设APP改性沥青油毡为各向同性的均匀材料；铺设在缝上的APP改性沥青油毡在均匀的微小压力 P作用下，可以近似地认为其受张紧的薄膜效应[2]作用且为平面应变问题，此时薄膜上各点将产生微小的挠 度z；假设缝宽为e；假设APP改性沥青油毡因下陷变成的曲线为圆弧线，由此可知APP改性沥青油毡最大 挠度发生在z一影2处，其值为，。 力学计算模型[3，I]见图1和图2。 图1力学计算模型 图2 APP改性沥青油毡计算单元体 2受力分研 设APP改性沥青油毡单位宽度内受到的拉力为T，分析APP改性沥青油毡中边长为如和曲的单元 体的平衡。由图2可见，在猁边上拉力为T曲，在2轴上的投影为一Tdy-a“x，在口f边上的拉力为T曲，在z 轴上的投影为T曲(塞+嘉如)。单元体受到的总压力为夕出曲。由平衡条件∑薪=o得： 一功笔+功(笔+象如)+夕如曲=o (1) 整理得： a≯一耄=』T (2) 解微分方程(2)可得： z=一筹+c，z+cz (3) 代入边界条件： {xz=：O知,z=：O， (4) 则有： ，一8fTx--2px2$+px$2． (5) ‘一 4廷 代入边界条件： 眶詈 (6) 可以得到： T=喾 (7) 式中：T——APP改性沥青油毡所受到的拉力(N／m)； P——作用于APP改性沥青油毡上的压力(Pa)； 拿——接(裂)缝宽度(m)； ，——APP改性沥青油毡在荷载作用下产生的挠度值(m)。 3变形分析 由如图1所示力学计算模型，根据曲率圆、接(裂)缝宽度e和挠度值f之间的几