沥青路面基面层连续施工对基层及层间接触影响研究

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半刚性基层沥青路面的早期病害严重影响其使用寿命,裂缝及层间的剪切、滑移是造成早期破坏的主要原因。裂缝及层间接触状态成为了沥青路面应用的技术难题。为此本研究提出沥青路面基面层连续施工工法,从根本上改善半刚性基层沥青路面裂缝问题,为基层提供高温、稳定含水量的养护环境,提高半刚性基层抵抗干缩、温缩开裂的性能,防止和减少反射裂缝的产生。通过“柔—柔”摊铺改善基面层间接触状态,提高沥青路面整体结构强度,增强基面层间粘结强度从而提高路面结构抗剪切能力,良好的基面层间接触状态能够抑制荷载型裂缝的产生和反射裂缝的发展。针对沥青路面连续施工对基层及层间接触影响研究,本文首先通过有限元软件ABAQUS进行了连续施工路面结构温度场模拟,在室内试验中研究了不同养护温度对水泥稳定碎石基层早期性能影响,试验路的摊铺与检测验证了连续施工对基层养护温度、早期强度、含水量的影响。结果表明连续施工有助于提高基层平均养护温度,能够提高半刚性基层抵抗干缩、温缩开裂的性能,防止和减少反射裂缝的产生。通过室内拉拔试验对连续施工基面层摩擦系数和嵌入深度及其影响因素展开研究,并通过面层压实功和连续施工高温特性进行了理论分析。采用自主研发拉拔试验模具和多角度剪切试验模具对比研究了不同温度连续施工和常规施工成型试件基面层间的粘结性能和不同嵌入深度基面层间的粘结性能,根据Mohr-Coulomb强度理论绘制多角度层间抗剪强度图,引入剪切能Wp、Wc的概念来研究沥青路面基面层间抵抗剪切变形的能力,提出抗剪强度直线和剪切能用于沥青路面基面层间接触状态评价。结果表明连续施工可大幅度提高基面层间粘结强度,连续施工路面结构具有良好的高温稳定性,60℃高温环境下基面层仍具有良好的抵抗变形能力。连续施工能增大基面层集料间的内摩阻力。25℃和60℃试验温度下,连续施工基面层间破坏所需剪切能Wp和Wc远远大于常规施工成型试件。连续施工能够改善基面层间接触状态,增强基面层间粘结强度,提高路面结构抗剪切能力。依托江肇及广清高速设计并铺筑连续施工试验路,在铺筑中不断改进和完善连续施工工法中的一些关键技术问题。通过多年跟踪和检测对比分析了连续施工和常规施工成型试验路的路用状况,验证了连续施工在防止裂缝和改善基面层间接触状态的积极影响。
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