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在旧橡胶沥青面层上罩面的可行性分析

时间:2022-11-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:可行性分析的目标是评估旧橡胶沥青路面上加铺普通沥青或橡胶沥青罩面的可行性。由表8-7可以看出,在旧橡胶沥青路面上罩面后,路面预期弯沉会有少量增大,弯沉增加最大的是原罩面厚度较厚的结构,这与前面的分析是一致的。总之,分析结果表明在原橡胶沥青罩面上二次罩面并不是毫无道理。在原路面相对较弱的情况下,原罩面是橡胶沥青会产生较大应力,对新罩面的影响比原罩面影响要小。

第三节 在旧橡胶沥青面层上罩面的可行性分析

一、分析说明

可行性分析的目标是评估旧橡胶沥青路面上加铺普通沥青或橡胶沥青罩面的可行性。由于橡胶沥青混合料劲度模量较低(与普通沥青比较),担心罩面后受力应变过大、损坏过快。用M-E分析评估各种RAC、DGAVC罩面组合的应力状态和性能,解决了这个问题。

主要是将曾进行过橡胶沥青罩面的旧路面与相似的进行过普通沥青罩面的旧路面进行比较,比较在这种旧路面上罩面后的应变和弯沉,分析罩面的可行性,也比较预期ESAL寿命,用于分析的路面结构(图8-13)设想为接近“最差状态”,新罩面应力处于最大状态。用于应力分析的路面情况:

DOV1=30or60mm.(旧罩面厚度)

DOV2=30or60mm.(新罩面厚度)

DAC=102mm.(原路面厚度)

DBS=152mm.(集料基层厚度)

EOV2=3,864MPa(新RAC罩面)或者8,039MPa(新DGAC罩面).

EOV1=4,623MPa(旧RAC罩面)或者9,619MPa(旧DGAC罩面).

EAC=345MPa.原路面已损坏,丧失大部分承载能力.

EBS=69.0MPa(基层).

ESG=20.7MPa(土基).

沥青层的泊松比取0.3,集料基层0.35,路基0.45,轮载情况与图8-6和图8-13一样,用LEAP-2软件[SEC,2004]计算路面弯沉和主应变。

图8-13 旧RAC路面罩面分析的路面结构

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二、分析结果

表8-7和7-8汇总了分析结果,用于比较RAC或DGAC旧路面上进行RAC或DGAC罩面的特性,表8-7是路面弯沉结果,表8-8是原罩面底部和新罩面底部的主应变,表8-8还包括罩面寿命(ESAL)。

由表8-7可以看出,在旧橡胶沥青路面上罩面后,路面预期弯沉会有少量增大(与普通沥青原路面相比),弯沉增加最大的是原罩面厚度较厚的结构,这与前面的分析是一致的。

从表8-8可以得到如下观点:

1.在二次罩面后,第一次罩面层内的应变会减小,但是用橡胶沥青比用普通沥青进行第一次罩面的应变大30%左右(23%至39%),这样在第二次罩面后原橡胶沥青罩面层似乎破坏更快,但是橡胶沥青混合料能够承受更大应变,高应变的影响可能被抵消。

2.估算新罩面层底部的主应变,能够评价原罩面类型对于新罩面层应力状态的影响。原来认为新罩面层可能都处于压应变状态,实际并不是这样,主应变都是拉应变,位于两轮胎之间。应变值的差异很小,大都低于70微应变的“疲劳限值”,也就是能够承受无数次应变。只有一种情况不一样,原罩面30mmRAC,上面再罩面60mmDGAC,这种情况下新罩面DGAC底部应变达到95.8x10-6mm/mm。

3.第一条没有对衰减速度进行比较,这里做进一步分析,利用上一节力学性能模型,在二次罩面后估算原罩面的寿命,表8-8最后一列是估算结果。在二次罩面后,大部分RAC原罩面与DGAC原罩面相比,寿命减少10%至39%。只有原30mm罩面再次加铺30mm罩面的情况不同,这种情况下DGAC/RAC组合与DGAC/DGAC的寿命没差异,RAC/RAC组合比RAC/DGAC的寿命长15%。

表8-7 DGAC/RAC和RAC/RAC罩面组合的弯沉比较

img157

表8-8 DGAC/RAC和RAC/RAC罩面组合的主应变和剩余ESAL 寿命比较

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总之,分析结果表明在原橡胶沥青罩面上二次罩面并不是毫无道理。在原路面相对较弱的情况下,原罩面是橡胶沥青会产生较大应力,对新罩面的影响比原罩面影响要小。如果原罩面剩余寿命10%至30%,差异更有限。

本节研究RAC/RAC组合和DGAC/RAC组合的可行性,虽然还有些问题需要进一步研究,但是原橡胶沥青罩面近于最差状态时,新罩面应力水平较低,对寿命影响也不大,所以在原橡胶沥青RAC上再次进行RAC或DGAC罩面是可行的。

四、小结和建议

本节研究表明:

·建立了新的M-E性能模型,推导出符合当前加州罩面设计方法的结果,这个模型还适用于橡胶沥青混合料。

·用这个模型评价橡胶沥青混合料的相对性能(与普通沥青混合料比较),用三种方法说明DGAC和RAC性能差异。

·分析表明薄层橡胶沥青罩面(30mm至45mm)效果最好,厚度增加效能降低,厚度达到60至70mm反而是普通沥青罩面更好。

·为了更好地设计橡胶沥青罩面,对加州罩面设计方法进行简单修改,既可以用公式也可以用图表,建议将这种方法纳入加州养护设计手册。

·在旧橡胶沥青罩面上二次加铺橡胶沥青或普通沥青罩面,分析罩面后的受力反应表明新罩面应力水平很低,原罩面橡胶沥青层疲劳损害似乎更快。将原罩面考虑为“最差状态”同时不考虑原罩面寿命的影响,RAC/RAC和DGAC/RAC组合方式都是可行的,推荐将来使用。

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