旧水泥混凝土路面沥青加铺层厚度计算方法.docx

【 文章编号】1007-9467( 2007) 03-0063-04旧水泥混凝土路面沥青加铺层厚度计算方法■ 张慧清 1, 周 涛2(1.枣庄市市政园林局, 山东 枣庄 277100; 2. 枣庄市公路管理局, 山东 枣庄 277102)【 摘 要】针对目前旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计施工中存在的问题, 对沥青加铺层的厚度进行研究。【 关键词】旧水泥混凝土路面; 沥青加铺层厚度; 计算方法【 中图分类号】U416.217 【 文献标志码】B疲劳应力为：σpsa=(1-ξha)kr kf kcσps（ 1）式中，σ 为标准轴载 BZZ-100 在有沥青加铺层的psa水泥混凝土板临界荷位产生的疲劳应力，MPa;k 为f0.05161引言对水泥混凝土板而言，断裂是板的主要损坏形 式，故应以板的疲劳开裂作为临界破坏状态，对沥 青加铺层而言，车辆荷载引起的剪切破坏是反射裂 缝产生的主要原因之一，由荷载应力分析可知，这 种剪切破坏体现在两个方面：一是板横缝弯沉差； 二是接缝处沥青层的剪应力。对旧水泥混凝土路面 沥青加铺层结构的破坏考虑两种临界状态：一是板 的疲劳开裂，二是沥青加铺层产生反射裂缝。计算 分析表明：在温度荷载与车辆荷载的共同作用下， 旧混凝土板接缝处会产生应力集中，加铺层内有较 大的变形和应力存在，荷载应力与温度应力周而复 始地作用，AC 层内就产生累积疲劳变形而导致破 坏。对于上述破坏现象，在设计中可使用三个指标 予以控制：板底弯拉应力、板缝弯沉差与接缝处沥 青层剪应力。考虑累计荷载作用的疲劳应力系数，kf =N;kr 为e考虑接缝传荷能力的应力折减系数，设计时可按不利情况考虑取 1.0 或按实测由此式计算：kr=0.996-20.22Lw-0.125Lw ( Lw 为弯沉传递系数，即单轴载作用下未受荷边缘和受荷边缘的弯沉比); ξ为沥青层对 板底弯拉应力影响系数，可从图 1 中查得; ha 为沥 青加铺层厚度,m; σps 为准轴载作用下无沥青加铺 层时水泥混凝土路面临界荷位的荷载应力，MPa;1/3r =0.537h #（ r 为水泥混凝土板Ec-2cσps=0.77r0.6hcEt的相对刚度半径，m;hc 为水泥混凝土板厚，m;Ec 为水泥混凝土的弯拉弹性模量，MPa;Et 为水泥混凝 土板下基层顶面当量回弹模量，MPa）。2.2温度应力计算有沥青加铺层的水泥混凝土板临界荷位温度 疲劳应力为：2 以水泥混凝土路面板底弯拉应力为控制指标有沥青混凝土加铺层的水泥混凝土路面板的 临界荷位为板的纵向边缘中部。2.1荷载应力计算有沥青加铺层的水泥混凝土板临界荷位荷载σ = (1+ξ′h )σ k（ 2）t r aat m t式中,σt r a 为有沥青加铺层的混凝土板临界荷位处温度疲劳应力，MPa; σt m 为无沥青加铺层时混凝土板 在临界荷位处最大温度梯度时的温度应力，MPa,σtm= αcEchcTg Bx (Bx 为考虑温度沿板厚非线性分布的263ζ 数 系混凝土板厚度 h/m图 1系数 ξ 图Bx1.0 0.90.8 0.70.60.50.40.3 0.2 0.11.11.00.90.8xC0.70.60.50.40.3表 1沥青加铺层下水泥混凝土板的最大温度梯度 Tg ℃/m ? ?% : % h /cm|,V K,K?458~6262~6760~6566~70840~4346~4843~4947~501228~3030~3229~3131~331619~2020~2119~2021~22表 2a、b、c 回归系数fi a,b,c | K V K ?A0.8280.855 0.841 0.871 0.837 0.834B0.0410.041 0.058 0.071 0.038 0.052C1.3231.355 1.323 1.287 1.382 1.2700.950.85ξ′/数 0.75系a0.65GP/cE0.55283032340.45360.200.220.240.260.280.30 38混凝土板厚度 h/m图 3 系数 ξ’图市政·交通工程设计Municipal ·Traffic Engineering Design用）不大于混凝土板实际弯拉强度的 103%，并不低于弯拉强度的 95%，初估加铺层厚度可作为设计厚 度。否则要改变初估厚度重新计算，直到满足以上 要求为止。且应满足高速公路和一级公路沥青加铺 层最小厚度宜为 100mm，其他等级公路的沥青加铺 层最小厚度宜为 70mm 的要求。温度应力系数，可按图 2 确定; Tg 有沥青加铺层的水泥混凝土板最大温度梯度,℃/cm，按表 1 取用;αc 为混凝土的线膨胀系数,1