目前我国公路建设的重点放在公路的新建与改建上,对现有公路路面养护及技术改造方面的认识与投入严重不足。根据预测,水泥混凝土路面维修养护与改造的高峰尚未到来,未来数年内,这一问题将逐渐凸现出来。 对水泥混凝土路面的修复比较困难,国内外常用的措施主要有两种:第一种为加铺沥青混凝土面层,第二种为加铺水泥混凝土面层。由于沥青加铺层能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能,提高车辆行驶的舒适性,且施工方便、对交通及环境影响小,因此在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中应用最多,但该结构致命的弱点就是在旧水泥混凝土接缝处沥青加铺层极易产生反射裂缝,导致加铺层使用寿命的缩短。如何控制反射裂缝的产生和发展至今仍是道路工程界所面临的一大技术难题。 本文先从沥青加铺层断裂破坏机理入手,从断裂力学的角度分析了沥青加铺层反射裂缝的扩展模式:剪切型反射裂缝及张开型反射裂缝。然后对反射裂缝的成因及扩展机理进行了分析,从断裂力学的观点出发,认为沥青加铺层的反射裂缝产生的内部原因是由于旧混凝土路面的裂缝或接缝作为原始的缺陷,引起沥青加铺层的应力集中与内部损伤。沥青加铺层反射裂缝扩展过程要经历三个阶段:起裂阶段、稳定扩展阶段、破裂阶段。 针对如何防止和减缓沥青加铺层的反射裂缝,本文采用了铺筑级配碎石缓解层的方法,并用有限元通用软件ANSYS,对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构进行了车辆荷载,温度荷载,以及车辆荷载和温度荷载共同作用下的耦合应力分析。通过不同的工况,如轴载重量,沥青加铺层的弹性模量,沥青加铺层的厚度,地基模量,级配碎石缓解层的模量和厚度,以及降温幅度等多方面的计算分析,取得了大量的计算数据,以力学计算揭示旧水泥混凝土板接缝(裂缝)处沥青加铺层应力集中现象,并证实了铺筑级配碎石缓解层可以很好减缓反射裂缝。 开发抗剪强度高、抗高低温性能好的粘接材料,是解决在沥青面层车辙、拥包、推移等病害的关键。对于新型材料的粘接层而言,在保证强度的同时,应有良好的抗疲劳寿命。因此通过试验以掌握其在不同应力水平下的疲劳寿命。了解其破坏状况和性能。