板块拼装式沥青混凝土路面设想.pdf

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1、论文THEsIs板块拼装式沥青混凝土路面设想文，河北省交通规划设计院张莉璞现行的沥青混凝土柔性路面设计方法是，弹性层状体系连续承受车辆轴载的疲劳作用，设计的理念是“路面材料在设计年限内忍受疲劳荷载的折磨”，路面存在病害多，且使用寿命达不到设计年限。板块拼装式沥青混凝土路面设想是，将弹性层状体系变成有限单元板，将连续受力变成间断受力，目的是在板块连接处将力的传递消减，使路面承受疲劳受力但不积累疲劳能量，从而实现沥青混凝土柔性路面长寿。理论依据以下是三个实验：一块薄木板，在反复疲劳拍击的情况下很容易破裂，但在木板上钻一些小圆洞，在同样的情况下，就不易产生破裂。原因是

2、这些小圆洞使拍击力聚积过来并将其疏散为“空”，从而消减拍击木板时产生的内力，使木板整体刚度不易受到破坏。一块布，如果剪开一个口子，很容易就能用手沿口子的方向将布撕开，且整块布都可以沿着这个趋势撕到底；如果这块布上有一道接缝，则只能撕到接缝的边缘处，接缝另一边的布撕不开。原因是布的接缝使撕布的力消减为空，使其无法传递下去。力是在载体中传递的，将载体变“空”，力则随之变“空”。两个相同的橡皮筋以相同的拉力，拉到近极限长度，一根拉起后不放松，一直处于绷紧状态，另一根则一拉一放重复进行，测量在规定时间内皮筋放松后的长度。处于绷紧状态的皮筋不能够恢复原来长度，因为疲劳受力

3、，积蓄了疲劳能量，破坏了它的弹性，另一根皮筋受到了同样的拉力，但是拉力得到释放，疲劳能量没有积累，因此其材料性能没有明显改变。沥青混凝土柔性路面就像绷紧的橡皮筋，在极限的承受能力下，再使之承受车辆疲劳荷载，路面极易受到破坏。拼装路面能够舒缓有度承受疲劳受力，但不积累疲劳能量，因此可望延长道路生命周期。有感于实验而产生联想，将路面化整为零，即弹性无限层状体系变成有限单元板，将连续疲劳受力变成间断瞬间受力，使其在单元板的四周迅速疏散化解，阻止其传递给其他单元板缩小路面受力范围，弹性恢复时间大于受力时间，使路面整体刚度持久不变。这个想法在现实中已经得到验证。如公路沿行

4、车方向的横向裂缝，连续的路面纵向疲劳受力传递的远，而横向(路面宽度)传递的则近，因此出现了沿行车方向的横向裂缝规律产生，而沿路面横向几乎没有裂缝产生。板块拼装路面设想拼装路面，就是将路面制作成沿路线方向长、横向短的长方形板块，依照弯沉影响半径4m左右、横向暂定3m左右的规格，按照现行规范规程设计，在工厂生产检验完毕，运到施工现场铺设安装，面板底面及四周设有安装材料“筋膜”，保证和基层密贴粘结，面板之间热熔接缝，缝隙小于3mm；防水、温差和老化速度与沥青相似，变形模量与沥青混凝土相同，粘结力大于沥青混凝土劈裂强度，只起粘接板块的作用。板块拼装沥青混凝土路面，为连续

5、碾压成型的路面使用性能和行车舒适性相同，主要解决的问题是使疲劳受力扩散并消失，从而实现沥青混凝土路面长寿。生产流水线路面板在工厂生产，全程采用信息自动化生产，恒温恒湿环境下流水线，流程为：依照沥青混凝土生产配合比确定材料组成百分比并准确称量；按照规范要求拌和；小剂量称重并二次拌和装入规定尺寸模具，大吨位揉捻压实紧密，使压实度达100％；无损检测压实度、规格、均匀性，合格品进入下一流程，否则进入淘汰流水线；粘贴底面及四周筋膜；依照图纸在相应的板块画上标志标线及指示装置；路面板生产信息输入计算机，在计算机上3D演示86chino讳ghwoyTHEsIs论文板块拼装路

6、面及标志标线的绘制，确定是否与设计图纸相吻合；面板冷却包装出厂。自动调温相变节能融雪材料等附加材料在拌和时加入，预埋人的各种设施在模具里设置好，成型后的路面板块是设置完善的单元体，无需在铺好的路面上进行其他工序操作。路面板成型研究材料的成型分析，沥青混合料被挤压到一起受力是“有侧限”抗压，“皮筋”不会被抻长，被黏结在一起的是无侧限抗压，皮筋有拉长的趋势，受挤压材料之间没有拉应力，材料因不受力而不会产生疲劳损害，以黏结为主的则内部存在拉应力，材料处于疲劳受力状态。研制大吨位揉捻压实机械，用柔和的适度力量揉捻挤压沥青混合料模具成型，是“有侧限”抗压，使沥青和集料在自

7、然状态下揉捻压实紧密成型，成型板块均质密实，压实度达100％，去掉多余塑性，去掉材料内部的拉应力，弹性模量增大，疲劳受力传递更迅速。成型过程不会使小集料断裂或破碎，使集料按照逐级填补的级配原则，尽量自然各归其位，达到最佳级配状态。大吨位揉捻压实成型，压实度达100％，空隙率基本定型，消除了路面变形趋势，内力消耗减少，材料使用性能得到长久地发挥，从而延长沥青路面的使用寿命。击实试验是“有侧限”抗压，压路机碾压的路面是无侧限的，用路面钻取芯样来检测压实度是经验对比，而模具成型的路面板块和击实试验得到的密实度是一致的。板块连接材料自行研发板块连接材料筋膜，其作用是保护

8、板块的包装膜，防止运输过