超薄水泥混凝土路面的性能研究.pdf

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1、中外公路第32卷第3期962012年6月文章编号：1671—2579(2012)03—0096-04超薄水泥混凝土路面的性能研究邓雄杰，杨建明，陈小明。周景深(南华大学，湖南衡阳421001)摘要：超薄水泥混凝土加铺技术是一种以较少资源来恢复旧路面使用功能的技术，近年来在国内外得到了广泛的关注。该文结合中国现行的路面设计和相关超薄水泥混凝土罩面试验数据，分析了超薄水泥混凝土路面板的最不利荷位、层间粘结对角隅裂缝的影响，采用了轮迹分布曲线对板接缝进行合理划分，并通过分析层间刚度对反射裂缝进行了讨论，为改善超薄水泥混凝土的性能提供借鉴。关键词：超薄水泥

2、混凝土路面；沥青路面修复；轮迹带；层间刚度筑了一条足尺试验路。目前中国现有的路面设计对1前言UTw道路尚处于空白状态，没有成熟的设计方法，在对UTw板尺寸的划分，裂缝的主要成因分析等方面超薄水泥混凝土罩面(UTW)为在旧沥青路面上存在不足。加铺厚度为5～10cm水泥混凝土路面，以达到用较少针对不足，该文结合中国现行的路面设计和相关的费用恢复旧路面的使用功能的效果，和传统的水泥超薄水泥混凝土罩面试验数据，分析了UTw道路面混凝土加铺(厚度为20cm左右)相比具有厚度薄、接板的最不利荷位、轮迹带对板尺寸影响、反射裂缝等问缝尺寸小、节省材料等特点。199

3、0年，美国率先开始题，为超薄水泥混凝土在实际工程中的应用提供指导。研究UTW的加铺技术，1991年，美国第一例超薄白色罩面试验路修建在肯塔基州，此后，美国密苏里州、2UTW道路特征分析明尼苏达州等地方修筑了多条uTw试验路段。近年来，中国也相继开展了对UTW的研究，2001年，长安1991年以来，美国修筑了大量的UTw试验路。大学和陕西省铜川公路局合作率先在中国修筑了第一近年来UTw试验路研究的修筑在中国也慢慢开展起条UTw试验路，2002年长沙理工大学在试验室内修来，表1列举了几个应用实例。表1UTw试验路基本情况收稿日期：ZOl1一l0一l2作

4、者简介：邓雄杰，男，硕士研究生．E—mail：Z87434235@qq．corn2012年第3期邓雄杰，等：超薄水泥混凝土路面的性能研究97由表l数据可见，UTw道路与普通混凝土路有部分的拉应力，最不利荷位是板角隅。表2中板角隅许多的不同：其试验采用了较小的水灰比(0．35～裂缝数远大于横向裂缝数量，根据以上分析可知这种0．41)，在混凝土中加进了纤维，采用了较小的板厚度，现象是因板底脱空所致。可见，UTw路面板的层间较小的道路板尺寸等。目前UTw广泛采用定性的研粘结极为重要，严重影响UTw道路的使用寿命，在设究，没有形成统一的理论。计和施工中如何

5、提高UTw道路的层间粘结，是2．1UTW板最不利荷位分析UTW道路今后研究的一个重要问题。UTw路面板厚度通常在5～10cm之间，相对普表2明尼苏达州3条uTw试验路不同位置的通混凝土板厚度(20cm左右)要薄很多，在车辆的反裂缝数量统计(2004年)复作用下，更易发生疲劳破坏。中国现行的水泥路面设计方法中板底最大拉应力位于板纵缝边缘中部，相关学者对UTW板进行了有限元分析，3组结果为板纵缝边缘中部的板底拉应力分别为角隅板底拉应力的1．54、1．62、1．72倍，认为板纵缝边缘中部是最不利荷位。实际的试验路情况与现有的路面设计情况不同2．2轮迹带对

6、UTW板尺寸划分的影响(表2)，3条试验路在使用7年后，板角隅裂缝数量远根据以往对UTw道路的分析，板较短的接缝间大于横向裂缝，分别为横向裂缝的4、29、7倍，通过现距能使翘曲产生的应力最小化，同时也使得超薄罩面场取样发现大多数角隅开裂的板底都发生了脱空现形成小型的砌块嵌锁系统，短接缝能使荷载以弯沉的象，混凝土层和沥青层未能像中国设计中所假设的那形式有效地被转移到旧沥青面层中，较小的板接缝尺样能很好地结合在一起，板角隅的拉应力大大增加，在寸能使车辆荷载更有效地传递到沥青层，减小翘曲应荷载的反复作用下而开裂。力。通常认为，尺寸越小越有利。现行的路面设

7、计方法中假设层间粘结良好，不考从表l中可见95与94号试验路长度相同、板厚度虑板的脱空，通过有限元分析，其纵缝边缘中部的板底也相同，板尺寸分别为1．5m×1．8m和1．2x1．2m，拉应力>角隅的板底拉应力>角隅板顶拉应力>纵缝表3数据反映95号试验路的破损比例为32％，94号试边缘中部板顶拉应力，其板纵缝边缘中部为最不利荷验路的破损比例为949／6，板尺寸较小的94号试验路破位。当板角底部出现脱空时，角隅板顶拉应力>其余损程度反而越大，这与通常的UTw道路分析不同。表3明尼苏达州3条UTw试验路裂缝数量统计2．2．1UTw板接缝尺寸与轮迹带的关系

8、32．Z27车辆行驶在道路上，其轨迹总是在断面的中心附28．4，6．424近摆动，车辆的轴荷载不会总作用在一个固定的位置，