碎石化案例,应力强度因子开裂预估

混凝土路面碎石化技术在国外已有较多应用1,且已在我国多个水泥混凝土路面改建工程中应用。 碎石化后混凝土层常作为新路面结构的基层,其上加铺3层沥青混凝土层2。 通过碎石化使原水泥混凝土板块断裂,从而降低了其上常用沥青加铺层出现反射裂缝的可能性3。 为比较碎石化后加铺和直接加铺两种情况下,沥青加铺层底的受力情况,本文采用大型商业通用有限元软件研究加铺沥青混凝土的不同应力强度因子,来验证碎石化防止反射裂缝的效果。

1裂缝扩展的3种基本形式断裂力学认为,裂缝的扩展有3种位移模式张开模式、剪切模式和撕开模式。 (1)张开型裂缝(I型),如图1(a)所示。 正应力σ和裂缝面垂直,在正应力作用下,裂缝处左右两个平面张开而扩展,且裂缝扩展的方向和σ作用方向垂直。

碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术,是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段,因其具有防反射裂缝效果好、施工速度快、对环境和交通影响小等优点而被广泛应用。 但国内对碎石化技术的研究和应用还不是很成熟,因此需要针对国内具体情况,对碎石化技术及其加铺层结构做系统的研究,具有重要的理论价值和现实意义。 论文参考大量国内外关于碎石化结构层的模型,借鉴现有的湿度梯度和温度梯度研究方法,提出了将非线性温度分布转化为线性温度分布、将湿度梯度转化为温度梯度的计算方法。

考虑到水泥混凝土加铺层的厚度、脱空尺寸、碎石化层下部模量、接缝传荷系数和温度梯度的变化,给出了碎石化后旧水泥路上水泥混凝土加铺层在车辆荷载、湿度梯度和温度梯度综合作用下的应力分析诺谟图,并给出了查询设计案例和疲劳破坏预估程序。