基于层位功能的路面材料设计戴经梁-省站培训.ppt
- 文档编号:2747489
- 上传时间:2022-11-11
- 格式:PPT
- 页数:41
- 大小:1.87MB
基于层位功能的路面材料设计戴经梁-省站培训.ppt
《基于层位功能的路面材料设计戴经梁-省站培训.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于层位功能的路面材料设计戴经梁-省站培训.ppt(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于层位功能的路面材料设计基于层位功能的路面材料设计基于层位功能的路面材料设计基于层位功能的路面材料设计长安大学长安大学戴经梁戴经梁教授教授内容提纲内容提纲一、路面结构及其病害类型一、路面结构及其病害类型二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计三、基于层位功能的面层材料设计三、基于层位功能的面层材料设计表面功能衰减裂裂缝缝永久变形水损害1.纵裂2.横裂3.网裂4.龟裂1.松散2.剥落3.坑槽4.唧浆1.车辙2.拥包3.搓板1.泛油2.磨光沥青路沥青路面破坏面破坏高温稳定性高温稳定性低温稳定性水稳定性耐久性抗滑性能一、路面结构及其病害类型一、路面结构及其病害类型路面结构:
半刚性基层沥青路面路面结构:
半刚性基层沥青路面l路面结构分析路面结构分析路面结构层组合设计路面结构层组合设计结构层材料组成设计结构层材料组成设计结构层厚度确定结构层厚度确定l结构层层底拉应力验算仅考虑荷载的疲劳作用,结构层层底拉应力验算仅考虑荷载的疲劳作用,末考虑半刚性基层温缩、干缩引起的开裂及进一末考虑半刚性基层温缩、干缩引起的开裂及进一步恶化步恶化一、路面结构及其病害类型一、路面结构及其病害类型存在问题存在问题水水泥泥稳稳定定碎碎石石基基层层在在沥沥青青面面层层铺铺筑筑前前大大量量出出现现裂裂缝缝现现象象已司空见惯;已司空见惯;工工程程中中为为达达到到设设计计强强度度指指标标及及保保证证路路面面芯芯样样完完整整,提提高高水水泥泥剂剂量量几几乎乎成成为为最最有有效效的的手手段段,水水泥泥剂剂量量通通常常达达到到5566;施施工工后后的的水水泥泥稳稳定定碎碎石石基基层层表表观观密密实实、光光滑滑(级级配配不不良良),事实上已成为水泥稳定碎石基层质量控制的重要标准;事实上已成为水泥稳定碎石基层质量控制的重要标准;二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计存在问题存在问题现现场场芯芯样样无无侧侧限限抗抗压压强强度度往往往往远远大大于于室室内内静静压压法法成成型型试试件强度;件强度;现现有有压压实实设设备备下下,无无需需对对施施工工工工艺艺严严格格控控制制也也能能达达到到较较高的压实度,压实度超百现象普遍存在等等。
高的压实度,压实度超百现象普遍存在等等。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计解决措施解决措施(11)现现场场基基层层压压实实度度普普遍遍存存在在超超百百现现象象,其其实实质质是是压压实实度度标标准准偏偏低低.这这也也表表明明了了重重型型击击实实法法已已经经不不能能适适应应、也也不不能能模模拟拟现现场场使使用用重重型型振振动动压压路路机机。
正正是是在在压压实实度度容容易易达达到到的的情情况况下下,基基层层的的压压实实被被忽忽视视。
为为了了更更好好模模拟拟和和控控制制现现场场压压实实,有有必必要要采采用用振振动动试试验验法法确确定定水水泥泥稳稳定定碎碎石石最最大大干干密密度度和和最最佳含水量。
佳含水量。
解决措施解决措施(22)水水泥泥稳稳定定碎碎石石基基层层裂裂缝缝的的产产生生,与与水水泥泥剂剂量量有有关关。
水水泥泥剂剂量量是是根根据据室室内内静静压压法法成成型型试试件件的的7d7d无无侧侧限限抗抗压压强强度度确确定定的的,而而静静压压成成型型法法不不能能很很好好模模拟拟现现场场振振动动碾碾压压工工艺艺。
这这也也是是导导致致现现场场芯芯样样强强度度远远大大于于室室内内静静压压成成型型试试件件强强度度原原因因之之一一。
为为了了确确定定合合理理水水泥泥剂剂量量,有有必必要要采采用用振振动动法法成成型型试试件件测定测定7d7d无侧限抗压强度。
无侧限抗压强度。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计解决措施解决措施(33)材材料料组组成成结结构构对对收收缩缩性性能能影影响响规规律律表表明明,骨骨架架密密实实型型水水泥泥稳稳定定碎碎石石具具有有良良好好的的抗抗裂裂性性能能。
为为了了减减少少收收缩缩裂裂缝缝,有有必要采用骨架密实型水泥稳定碎石。
必要采用骨架密实型水泥稳定碎石。
(44)提提高高水水泥泥稳稳定定碎碎石石基基层层施施工工质质量量,现现场场质质量量控控制制技技术术是是关键。
关键。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计技术要求技术要求1.1.高温稳定性抗车辙变形高温稳定性抗车辙变形粗骨料嵌挤粗骨料嵌挤:
沥青对变形牵制沥青对变形牵制60:
4060:
402.2.低温稳定性抗低温缩裂低温稳定性抗低温缩裂沥青结合料低温拉伸变形性能贡献率占沥青结合料低温拉伸变形性能贡献率占90%90%3.3.耐久性耐久性集料的性质与级配、沥青的性质及路面结构,其中沥集料的性质与级配、沥青的性质及路面结构,其中沥青性质贡献率占青性质贡献率占60%60%三、基于层位功能的面层材料设计三、基于层位功能的面层材料设计技术要求技术要求4.4.水稳定性抗水损害水稳定性抗水损害沥青与矿料的粘附性、沥青混合料的空隙率及路面结沥青与矿料的粘附性、沥青混合料的空隙率及路面结构构5.5.路面表面功能抗滑路面表面功能抗滑路面表面矿料的微观与宏观构造、沥青用量路面表面矿料的微观与宏观构造、沥青用量三、基于层位功能的面层材料设计三、基于层位功能的面层材料设计存在的问题存在的问题l高温稳定性与低温稳定性及耐久性之间的矛盾高温稳定性与低温稳定性及耐久性之间的矛盾l路面表面特性与耐久性之间的矛盾路面表面特性与耐久性之间的矛盾三、基于层位功能的面层材料设计三、基于层位功能的面层材料设计解决矛盾的途径解决矛盾的途径l改进集料级配:
骨架密实型改进集料级配:
骨架密实型l改善沥青结合料:
改性沥青改善沥青结合料:
改性沥青l掺外掺剂:
抗剥落、高模量剂、抗车辙剂等掺外掺剂:
抗剥落、高模量剂、抗车辙剂等l基于层位功能的沥青混合料设计基于层位功能的沥青混合料设计三、基于层位功能的面层材料设计三、基于层位功能的面层材料设计1.1.1.1.沥青路面主要破坏形式沥青路面主要破坏形式沥青路面主要破坏形式沥青路面主要破坏形式车辙车辙车辙车辙缩裂缩裂缩裂缩裂疲劳开裂疲劳开裂疲劳开裂疲劳开裂三、基于层位功能的面层材料设计三、基于层位功能的面层材料设计2.2.沥青面层的力学分析沥青面层的力学分析面面层层hh1115cm15cmEE11EE22EE33面面层层hh1122cm22cmEE11EE22EE33面面层层hh119cm9cmEE11EE22基基层层hh2232cm32cmEE221700MPa1700MPa基基层层hh2232cm32cmEE221700MPa1700MPa基基层层hh2220cm20cmEE221400MPa1400MPa底底基基层层hh3318cm18cmEE331300MPa1300MPa底基层底基层hh3318cm18cmEE331300MPa1300MPa底基层底基层hh3330cm30cmEE33400MPa400MPa土土基基EE0050MPa50MPa土土基基EE0050MPa50MPa土土基基EE0050MPa50MPa路面结构一路面结构二路面结构三常温下沥青路面正应力分布规律研究(b)基面层部分连续(c)基面层完全光滑图正应力沿深度分布规律(路面结构一)(a)基面层完全连续基基面面层层分分别别处处于于部部分分连连续续和和完完全全光光滑滑时时,受受拉拉区区分分别别在在靠靠近近沥沥青青面面层层底底面面90150mm和和80150mm深深度度范范围围内内,且且各各计计算算点点的的拉拉应应力力均均沿沿路路面面深深度度Z方方向向从从上上至至下下逐逐渐渐增增大大,并并在在面面层层底底面面达达到到最最大值。
大值。
2.2.沥青面层的力学分析沥青面层的力学分析路面结构二与路面结构一正应力分布规律基本相同,只是基路面结构二与路面结构一正应力分布规律基本相同,只是基面层部分连续和完全光滑时受拉区有所不同,部分连续时的面层部分连续和完全光滑时受拉区有所不同,部分连续时的受拉区受拉区120220mm,光滑时的受拉区,光滑时的受拉区100220mm。
路面结构三受拉区在基面层部分连续时大约为路面结构三受拉区在基面层部分连续时大约为7090mm、光滑时为光滑时为5090mm。
从分析结果看,在沥青路面各结构层层间为完全接触条件下,从分析结果看,在沥青路面各结构层层间为完全接触条件下,沥青面层内部是不会出现拉应力,即沥青面层不会发生弯拉沥青面层内部是不会出现拉应力,即沥青面层不会发生弯拉疲劳破坏。
但是工程实践中,沥青路面仍存在不少疲劳开裂疲劳破坏。
但是工程实践中,沥青路面仍存在不少疲劳开裂破坏。
这是因为计算模型采用基面层间完全接触状态与实际破坏。
这是因为计算模型采用基面层间完全接触状态与实际不符造成的。
不符造成的。
当当沥沥青青面面层层与与半半刚刚性性基基层层之之间间的的接接触触条条件件由由完完全全连连续续向向部部分分连连续续转转变变,进进而而向向完完全全光光滑滑转转变变时时,沥沥青青面面层层内内部部拉拉应应力力逐逐渐渐增增大大。
因因此此,在在施施工工过过程程中中,采采取取措措施施(如如铺铺筑筑面面层层前前,清清扫扫基基层层表表面面浮浮浆浆、铣铣刨刨基基层层表表面面等等)以以增增强强沥沥青青面面层层和和半半刚性基层层间结合,有利于提高沥青路面抗疲劳开裂能力刚性基层层间结合,有利于提高沥青路面抗疲劳开裂能力。
低温下沥青路面温缩应力分布规律研究图沥青面层累计低温温缩应力分布规律(路面结构一)图图中中越越靠靠近近路路表表面面累累计计低低温温温温缩缩应应力力越越大大,也也越越容容易易产产生生低低温温收收缩裂缝。
缩裂缝。
2.2.沥青面层的力学分析沥青面层的力学分析高温下沥青路面剪应力分布规律研究(a)面层与基层层间完全连续)面层与基层层间完全连续bb)面层与基层层间部分连续面层与基层层间部分连续c)面层与基层层间完全光滑)面层与基层层间完全光滑图图最大剪应力沿深度分布规律(路面结构一)最大剪应力沿深度分布规律(路面结构一)2.2.沥青面层的力学分析沥青面层的力学分析由由图图可可知知,不不同同接接触触条条件件时时,路路面面结结构构一一各各计计算算点点的的高高温温剪剪应应力力max沿沿深深度度Z分分布布规规律律,基基本本上上呈呈现现出出越越靠靠近近面面层层中中间间位位置置数数值值越越大大的的趋趋势势。
不不同同层层间间接接触触条条件件下下,沥沥青青面面层层内内部部高高温温剪剪应应力力max最最大大值值均均位位于于路路面面深深度度70mm处处,且且越越靠靠近近路路面面深深度度70mm处处的的计计算算点点高高温温剪剪应应力力max越越大大。
显显然然,当当出出现现失失稳稳型型车车辙时,沿路面深度方向辙时,沿路面深度方向70mm处位置必然首先发生剪切流动变形。
处位置必然首先发生剪切流动变形。
路面结构二最大剪应力沿深度分布规律基本上与路面结构一一致。
路面结构二最大剪应力沿深度分布规律基本上与路面结构一一致。
路路面面结结构构三三最最大大剪剪应应力力沿沿深深度度分分布布规规律律也也基基本本上上与与前前两两种种路路面面结结构构一一致致,沥沥青青面面层层内内部部高高温温剪剪应应力力max最最大大值值除除基基面面层层连连续续接接触触时时位位于于路路面面深深度度方方向向50mm之之外外,其其它它两两种种层层间间接接触触状状态态时时也也都都基基本本上上位位于于路路面面深深度度方方向向70mm处处,且且越越靠靠近近路路面面深深度度5070mm处的计算点高温剪应力处的计算点高温剪应力max越大。
越大。
基基面面层层不不同同接接触触状状况况下下的的沥沥青青路路面面面面层层内内部部高高温温剪剪应应力力maxmax的的峰峰值分布区域以路面深度值分布区域以路面深
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 层位 功能 路面 材料 设计 戴经梁 培训
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)