摘要 摘要 剛?cè)嵝月访嬷傅氖窃谒嗷炷涟迳霞愉仦r青混合料面層而形成的復(fù)合式路 面。本文在總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)剛?cè)嵝月访嫜芯砍晒幕A(chǔ)上，針對剛?cè)嵝月访娴慕?面層材料及力學(xué)特性開展了研究。 在對界面層的材料及受力特性進(jìn)行剖析的基礎(chǔ)上運用有限元軟件分析計算了 界面層的剪應(yīng)力。對各種可能影響界面層剪應(yīng)力大小的因素進(jìn)行了分析計算，得 到影響界面層剪應(yīng)力較大的因素是瀝青加鋪層厚度、車輛行駛狀態(tài)及車輛軸載。 通過室內(nèi)試驗，對比研究了七種不同防水粘結(jié)層材料的力學(xué)特性，重點考查了水 泥混凝土板界面處理方式以及防水粘結(jié)層材料對界面層強度的影響。得到了最佳 的水泥混凝土板界面處理方式、各種界面的最佳瀝青用量、精銑刨界面最佳的銑 刨深度、各種形式抗剪強度試驗結(jié)果間的相關(guān)性、抗剪強度與粘結(jié)強度之間的相 關(guān)性等諸多有用結(jié)論。在理論分析與試驗研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際情況提出了剛 柔性路面界面層抗剪強度標(biāo)準(zhǔn)。 本文最后針對水泥混凝土路面加鋪瀝青層及水泥混凝土橋瀝青混合料鋪裝的 結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法進(jìn)行了探討，提出了幾種典型的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)形式。同時， 針對熱涂s b s 改性瀝青和a w p 一2 0 0 0 f 纖維增強型防水涂料兩種材料的界面層施工 工藝進(jìn)行了介紹。 關(guān)鍵詞：道路工程；剛?cè)嵝月访?；界面層；防水粘結(jié)材料；橋面鋪裝；抗 剪強度；粘結(jié)強度；有限元方法； a b s t r a c t a b s t r a c t r i g i df l e x i b l ep a v e m e n tr e f e r st ot h ep l a t ei nt h ec o n c r e t eo v e r l a ya s p h a l tm i x t u r e s u r f a c ec o m p o u n df o r m e db yt h er o a d t h i sp a p e ro nt h eb a s i so ft h er e s e a r c hr e s u l t s o fr i g i df l e x i b l ep a v e m e n ta th o m ea n da b r o a d ，r e s e a r c ht h a ti nv i e w o ft h em a t e r i a l s a n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h ei n t e r f a c eo fr i g i d - f l e x i b l ep a v e m e n tw a sc a r d e do u t o nt h eb a s i so ft h ei n t e r f a c el a y e rm a t e r i a l sa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i s ，u s eo f a n s y sr e s e a r c ho nt h ei n t e r f a c el a y e rs h e a rs t r e s s n ep o s s i b l ei m p a c to ft h e i n t e r f a c el a y e rs h e a rs t r e s sf a c t o r sw e r ea n a l y z e d ，t h em o s ti m p o r t a n tf a c t o r si m p a c to f t h ei n t e r f a c el a y e rs h e a rs t r e s si st h ea s p h a l to v e r l a yt h i c k n e s s ，t r a f f i cc o n d i t i o n sa n d v e h i c l ea x l el o a d t h r o u g hl a b o r a t o r yt e s t ，ac o m p a r a t i v es t u d yo fs e v e nd i f f e r e n t b o n d i n gl a y e rw a t e r p r o o f m a t e r i a lm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，ak e yt e s to fc e m e n tc o n c r e t e s l a bh a n d l i n go ft h ei n t e r f a c eb o n d i n gl a y e ra n dw a t e r p r o o fm a t e r i a lo nt h es t r e n g t ho f t h ei n t e r f a c el a y e r f i i l do u tt h eb e s tc e m e n tc o n c r e t es l a bi n t e r f a c ea p p r o a c h ，t h eb e s t a s p h a l tc o n t e n to ft h ei n t e r f a c e ，p r e c i s i o nm i l l i n gd e p t ho ft h eb e s ti n t e r f a c e ，i ni t s v a r i o u sf o r m ss h e a rs t r e n g t ht e s tr e s u l t so ft h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h es h e a rs t r e n g t h a n dv i s c o s i t yk n o ts t r e n g t ho ft h ec o r r e l a t i o nb e t w e e n ，a n dm a n yo t h e ru s e f u l c o n c l u s i o n s i nt h et h e o r e t i c a la n a l y s i sa n de x p e r i m e n t a ls t u d yo nt h eb a s i so ft h e a c t u a ls i t u a t i o nw i t har i g i d f l e x i b l ep a v e m e n ti n t e r f a c el a y e rs h e a rs t r e n g t hs t a n d a r d s f i n a l l y , t h i sa r t i c l eo nc e m e n tc o n c r e t ep a v e m e n to v e r l a yl a y e ro fa s p h a l ta n d c e m e n tc o n c r e t eb r i d g e a s p h a l tm i x t u r ep a v e m e n ts t r u c t u r ed e s i g nt h e o r ya n d m e t h o d o l o g yw e r ed i s c u s s e d ，p r o p o s e ds e v e r a lt y p i c a lb r i d g ep a v e m e n ts t r u c t u r e a t t h es a m et i m e ，i nh o t d a u bs b sm o d i f i e db i t u m e na n da w p - 2 0 0 0 ff i b e rr e i n f o r e e d w a t e r p r o o fc o a t i n gl a y e ri n t e r f a c eo ft w om a t e r i a l sc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yw a s i n t r o d u c e d k e yw o r d s ：h i g h w a y e n g i n e e r i n g ；r i g i df l e x i b l ep a v e m e n t ；i n t e r f a c el a y e r ； w a t e r p r o o fa d h e s i v em a t e r i a l ；d e c kp a v e m e n t ；s h e a rs t r e n g t h ；b o n d i n gs t r e n g t h ；f i n i t e e l e m e n tm e t h o d ； 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工 作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集 體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已 在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：互炻硝 日期：加? 年多月胗日 重慶交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留 并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本 人授權(quán)重慶交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以 采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 學(xué)位論文作者簽名：多k 即9 日期：妒否年3 月f 口日 一：文吖占 日期：d p 年多月l 。日 第一章緒論 1 1 問題的提出 第一章緒論 隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處在一個快速發(fā)展時期。公 路以其固有的靈活性和集散性特點，在交通運輸事業(yè)發(fā)展中占據(jù)不可替代的位置。 然而，隨著社會發(fā)展，一方面，不斷增加的交通量及軸載對道路結(jié)構(gòu)強度及穩(wěn)定 性提出了更高的要求；另一方面，使用者對道路行車的快速性和舒適性也提出了 更高的要求。路面作為道路結(jié)構(gòu)重要的組成部分，對行車的舒適性、安全性和經(jīng) 濟(jì)性有著直接的影響，對路面的養(yǎng)護(hù)和維修也起著控制性作用。因此，提高路面 品質(zhì)，改善路面使用性能，一直以來都是廣大道路工作者所面臨的重要任務(wù)。 水泥路面和瀝青路面是高等級公路兩種主要的路面結(jié)構(gòu)形式，各有優(yōu)缺點。 在我國，作為剛性路面代表的水泥路面大多修建于上世紀(jì)9 0 年代，且發(fā)展極為迅 速，公路與城市道路水泥混凝土路面總里程已超過3 0 萬公里，目前仍以每年2 萬 公里左右的速度增長，我國已成為世界上水泥路面擁有里程最多的國家1 1 j 。水泥路 面的修建，不僅發(fā)展了道路交通事業(yè)，而且還帶動了沿線經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。但 是，就國內(nèi)目前水泥混凝土路面的使用狀況而言，存在著不少問題。集中體現(xiàn)在 以下幾個方面：1 ，大部分早期修建的水泥路面，由于對交通量增長估計的不足， 加之超載現(xiàn)象普遍，許多水泥路面出現(xiàn)承載力不足，出現(xiàn)嚴(yán)重的斷板，路面整體 性削弱，強度及穩(wěn)定性大大衰減。2 ，水損壞嚴(yán)重。許多水泥路面接縫封水措施處 理不當(dāng)，填縫料質(zhì)量不可靠，使用不久便失效，根本無法阻止水的進(jìn)入，導(dǎo)致基 層長期遭受水的侵蝕，最終導(dǎo)致板底脫空，出現(xiàn)各種形式的斷板。3 ，水泥混凝土 路面的維修問題。水泥路面的養(yǎng)護(hù)及維修問題一直以來都是道路工程界一個比較 頭疼的問題，這在一定程度上也制約了水泥路面的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。因此，針 對舊水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)和維修問題開展研究具有重要的現(xiàn)實意義，對這一問 題的研究應(yīng)該包括三個方面：1 ，養(yǎng)護(hù)維修的機械設(shè)備問題；2 ，養(yǎng)護(hù)維修的材料 問題；3 ，養(yǎng)護(hù)維修的施工工藝問題。 目前，針對舊水泥混凝土路面的維修改建措施主要是采取加鋪新的面層。其 中主要又包括兩種基本的加鋪方式：一種是加鋪瀝青混合料面層，一種是加鋪新 的水泥混凝土面層。加鋪瀝青混凝土面層能有效的改善舊水泥混凝土路面的使用 性能，提高路面行駛的舒適性。同時，加鋪瀝青面層能有效的利用了舊水泥路面 的強度，且施工便捷，對交通和環(huán)境影響小。因此，在國內(nèi)外的舊水泥路面改建 工程中，加鋪瀝青層十分普遍。 水泥混凝土路面加鋪瀝青面層形成了一種剛?cè)嵝缘膹?fù)合式路面結(jié)構(gòu)，它不僅 第一章緒論 2 一 具有瀝青路面行車舒適和噪音小的特點，還具有水泥路面強度高、承載能力大和 穩(wěn)定性好的特點。但是，對剛?cè)嵝月访娼Y(jié)構(gòu)形式我們還缺乏深入細(xì)致的研究，目 前的實際情況是工程實踐走在的理論研究的前面。就工程實際應(yīng)用來看，主要問 題集中在兩個方面：一是剛?cè)嵝越缑娴奶幚砑夹g(shù)。如何做好剛?cè)峤缑娴恼辰Y(jié)與防 水處理對加鋪后的路面的強度、穩(wěn)定性、耐久性具有十分重要的作用。二是反射 裂縫的防治問題。舊水泥路面原有的接縫及在使用過程中產(chǎn)生的裂縫很容易反射 到瀝青面層，而實際工程中，瀝青加鋪層厚度均不會太大，一般在4 c m 到6 c m 。 因此，反射裂縫是舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層面臨的最主要的病害，如何防治 反射裂縫一直都是國內(nèi)外道路研究者所關(guān)注的熱點問題。除此之外，在許多的橋 面鋪裝結(jié)構(gòu)中，也經(jīng)常采用瀝青混合料作為面層的鋪裝材料。從廣義上講，這也 屬于剛?cè)嵝詮?fù)合路面結(jié)構(gòu)。剛?cè)峤缑娴奶幚韺︿佈b層的使用性能也是至關(guān)重要的。 從目前大多數(shù)橋面瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)的破壞來看，主要集中在瀝青面層的開裂、瀝 青層與橋面板剝離、瀝青面層的水損壞等。究其原因，主要還是由于剛?cè)峤缑娴?處理不當(dāng)引起的。對于橋面鋪裝結(jié)構(gòu)而言，界面的處理不僅要考慮足夠的粘結(jié)強 度，還要注意防水處理。作者認(rèn)為，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的防水要比路面加鋪結(jié)構(gòu)的防 水更為重要。 因此，綜合分析剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)的損壞來看，加強對剛?cè)峤缑娴奶幹味?是十分重要的?？偟膩碚f，剛?cè)峤缑娴奶幚碇饕ㄒ韵聨讉€方面：1 ，界面處理 材料的選擇。作為界面處理材料，應(yīng)該具有良好的粘結(jié)性能和不透水性能，并且 應(yīng)該具有良好的適應(yīng)變形的能力。2 ，水泥混凝土板的處理。實踐表明，水泥混凝 土板的處理對提高剛?cè)峤缑娴膹姸? 粘結(jié)強度、抗剪強度) ，尤其是抗剪強度有十 分重要的影響。本文將對此進(jìn)行深入細(xì)致的研究。3 ，界面處治的施工工藝問題。 主要是施工過程中如何確保界面的處治質(zhì)量。從目前的實際工程來看，許多界面 處治過后并沒有達(dá)到預(yù)期設(shè)計的要求，分析過后，發(fā)現(xiàn)還是由于施工的原因。從 橋面鋪裝來看，許多防水層在施工過后，其防水性能都有不同程度的下降。原因 在于界面層的材料很脆弱，而且厚度又很薄，通常只有幾個毫米，稍不注意就會 被破壞。因此，必須加強和重視在施工過程中對界面層的保護(hù)，避免施工機械和 工作人員對界面層的破壞。 美國的一項研究表明【2 】，剛?cè)釓?fù)合路面層間滑移是較為普遍的道路病害，得到 了各國道路研究者的重視。該課題的研究對于提高剛?cè)釓?fù)合式路面的抗剪強度， 延長道路使用壽命，減少維修給以科學(xué)的理論和實踐指導(dǎo)。為我國采用類似路面 結(jié)構(gòu)形式提供參考，為以后的規(guī)范修訂提供基礎(chǔ)，并為剛?cè)嵝月访鎸娱g剪應(yīng)力分 析和如何提高抗剪強度提供借鑒。因此，開展本文的研究具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和 社會意義。 第一章緒論 ， 1 2 國內(nèi)外研究概況 在水泥混凝土上加鋪瀝青混凝土面層，即修筑剛?cè)嵝月访娼Y(jié)構(gòu)，不僅可以減 少瀝青用量( 與柔性路面相比) ，又可以彌補剛性路面的不足，這樣剛?cè)嵯酀?jì)，大 大改善了路面性能。這種路面結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的公路和水泥混凝土橋瀝青面層鋪裝 結(jié)構(gòu)中都得到了廣泛的應(yīng)用。剛?cè)嵝月访娴膿p壞與界面層性能的好壞有著直接關(guān) 系。因此，做好剛?cè)嵝月访娼Y(jié)構(gòu)中水泥混凝土層和瀝青混凝土面層之間的層間粘 結(jié)，對水泥混凝土板面進(jìn)行合理的處理，選擇合適的中間夾層( 具有防水粘結(jié)、 應(yīng)力吸收作用) 材料，防止車輛荷載及滲入的水的作用下產(chǎn)生面層松散和坑槽破 壞，尋求優(yōu)良的剛?cè)嵝越缑嫣幚矸桨甘且粋€急需解決的問題。但是，目前國內(nèi)外 大多數(shù)的研究主要集中在橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的防水粘結(jié)層的研究，研究的重點也是集 中在粘結(jié)層的材料及結(jié)構(gòu)組合形式，而針對水泥路面加鋪瀝青面層的研究主要是 研究瀝青加鋪層的受力特點，加鋪層的厚度設(shè)計等，且沒有形成統(tǒng)一的設(shè)計理論 與方法，專門針對剛?cè)嵝月访嬷g的界面特性及處治措施的研究非常少見。 1 2 1 國外研究概況 對于水泥混凝土+ 瀝青混凝土復(fù)合式路面，在國外研究和應(yīng)用較早。2 0 世紀(jì) 3 0 年代英國修建了連續(xù)配筋混凝土( c r c ) 層上加鋪瀝青層的路面結(jié)構(gòu)。美國近年來 在高速公路拓寬中，把新鋪并表面拉紋的水泥混凝土路面作為承重層，其上鋪筑 瀝青混凝土，收到良好效果。 碾壓混凝土( r c c ) 加瀝青混凝土( a c ) 復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的修筑是近年發(fā)展起 來的。1 9 8 5 年西班牙某高速公路拓寬車道的施工，在基層為1 5 c m 厚的水泥穩(wěn)定層 上鋪筑了厚2 3 c m 厚的碾壓混凝土層，碾壓混凝土上加鋪了5 c m 厚的熱拌瀝青混合 料。安達(dá)盧西亞高速公路上，設(shè)置了2 0 c m 的水泥穩(wěn)定層，其上鋪設(shè)了2 5 c m 厚的 碾壓混凝土，為了養(yǎng)生和兼做粘油層，灑布了瀝青乳液，上層鋪設(shè)了6 c m 瀝青混 合料聯(lián)結(jié)層和4 c m 瀝青混凝土。為了防止反射裂縫的產(chǎn)生，在聯(lián)結(jié)層和表層的瀝 青混凝土之間，使用了起加固作用的土工合成材料。1 9 8 4 - - - 1 9 8 6 年間，西班牙在 高等級干線公路上，將r c c 作為路面下層，上層鋪筑瀝青層，鋪設(shè)面積已達(dá)3 0 1 0 5 m 2 。1 9 8 9 - - - 1 9 9 1 年西班牙在馬德里通往法國邊界的高速公路上，修筑r c c + a c 復(fù)合式路面，采用雙層式a c 層厚達(dá)1 2 c m 。1 9 8 9 年1 月澳大利亞p e n it h 市在水泥 穩(wěn)定基層上修筑了r c c + a c 復(fù)合式路面。巴西一些城市在市區(qū)承受中等交通和重交 通的道路上成功修筑了復(fù)合式路面。1 9 8 8 年日本在某停車場對r c c 作為瀝青混凝 土下層的適應(yīng)性進(jìn)行了研究，并將這種結(jié)構(gòu)形式寫進(jìn)了1 9 9 0 年6 月出版的碾壓 第一章緒論 4 一 混凝土路面技術(shù)指南( 草案) 中，根據(jù)日本鋪裝雜志1 9 9 3 年報導(dǎo)，在山陽高 速公路河內(nèi)至西條段修筑了9 k m 的水泥混凝土( c c ) + 瀝青混凝土( a c ) 復(fù)合式路面 試驗路，共1 1 種結(jié)構(gòu)類型，路面下層為不同厚度的連續(xù)配筋混凝土( c r c ) 或碾壓 混凝土( r c c ) ，上層為l o a m 雙層式瀝青混凝土或5 a m 單層式瀝青混凝土。 在美國，c r c + a c 復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)形式較多用于舊路維護(hù)【3 】，5 0 年代就用瀝青 加鋪層來修復(fù)p c c 、c r c 路面，用以改善荷載承受能力，提高路面的表面性能。另 外有許多針對層間結(jié)合狀態(tài)的研究，2 0 0 2 1 0 - - - 2 0 0 3 1 0 美國威斯康星州交通部進(jìn) 行了一項研究課題，評估熱拌瀝青混凝土界面粘結(jié)性能。在新澤西州的亞特南大 市，聯(lián)邦航空管理局的國家機場道路設(shè)施試驗場利用f w d 來分析層間的界面結(jié)合 損害【4 】，其根據(jù)是損害和未損害的路段，表面的回彈模量相差很大，可以用f w d 來 求得回彈模量確定層間結(jié)合狀態(tài)的損傷程度，但當(dāng)路面較厚時，層問結(jié)合狀態(tài)對 回彈模量的影響則可以忽略，因此需要尋找其他的喪失粘結(jié)性能所產(chǎn)生效果。為 了確定層間結(jié)合狀態(tài)喪失所產(chǎn)生的效果，需使用界面徑向應(yīng)力作為比較的基礎(chǔ)。 利用界而上和界面下的徑向應(yīng)力的代數(shù)差來求得。盡管該項目原意只是考慮瀝青 混凝土內(nèi)部發(fā)生層間滑移，但可以借鑒分析不同材料間的層間結(jié)合狀態(tài)。 以上是國外剛?cè)釓?fù)合式路面的實際應(yīng)用情況，對于其設(shè)計理論與設(shè)計方法， 國外一些道路工作者也進(jìn)行了一些初步計算與分析。英國g r e g o r y 曾建議將c r c + a c 復(fù)合式路面的c r c 層厚與a c 作相關(guān)計算，用彈性理論分析計算瀝青表層復(fù)合結(jié)構(gòu) 的作用。日本將瀝青層表面作用的荷載按4 5 度角擴(kuò)散到混凝土板上，按阿靈頓半 經(jīng)驗公式計算板底應(yīng)力。前蘇聯(lián)則按應(yīng)力擴(kuò)散角考慮瀝青層的影響之后，用彈性 地基上無限大板計算板的荷載應(yīng)力。l u t h e r 等人運用線彈性斷裂理論對這一問題 進(jìn)行計算和分析，并進(jìn)行室內(nèi)試驗驗證，提出反射裂縫增長速率的計算模型【5 j 。 m a j i d z a d e h 等人運用二維有限元法對瀝青加鋪層內(nèi)的應(yīng)力進(jìn)行了分析，認(rèn)為這種 路面的裂縫主要是由于溫度變化而引起混凝土板水平位移和翹曲產(chǎn)生的，并提出 了計算面層拉應(yīng)力的方法。b f r a n c k 等人分析研究了因溫度變化罩面層底部引起 拉應(yīng)變及車輛荷載通過接縫時，兩塊板產(chǎn)生撓度而引起罩面層剪應(yīng)變。n a n j i m c h e n 等人應(yīng)用三層彈性理論對此進(jìn)行求解，并考慮了應(yīng)力消解層的效應(yīng)。c c 1 a u w a o r t 利用有限差分法對瀝青加鋪層進(jìn)行荷載和溫度綜合作用下的力學(xué)分析。1 9 8 8 年， t ，k r a u t h a m m e r 等人用二維有限元計算了p c c a c 復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)接縫的傳荷能 力，分析了瀝青層中垂直與水平的拉、壓應(yīng)力、最大彎沉和最大剪應(yīng)力，接縫處 引入桿單元和梁單元。1 9 9 0 年，m a h m o u d 等人對水泥混凝土基層上的瀝青層利用 八面體進(jìn)行了分析研究，提出了瀝青層的臨界厚度。 在橋面鋪裝的研究方面，國外發(fā)達(dá)國家對鋪裝防水的應(yīng)用與研究有近百年歷 史，尤其針對橋面防水的研究已經(jīng)歷防水層一防水體系一橋面保護(hù)系統(tǒng)的不同階 第一章緒論 段，并且已具有相應(yīng)的材料及結(jié)構(gòu)體系的試驗檢測方法，供貨技術(shù)條件和設(shè)計施 工技術(shù)規(guī)程，防水層材料及防水體系的工程應(yīng)用模式成熟。國外在水泥混凝土橋 面瀝青混凝土鋪裝的研究偏重于應(yīng)用方面。美國的p m a r t i n e l l i 曾對橋面防水層 破壞形式，氣溫和瀝青混凝土施工溫度、橋面準(zhǔn)備狀況對防水層與面層及橋面的 粘結(jié)力的影響等進(jìn)行研究，并認(rèn)為當(dāng)瀝青混凝土層厚度大于1 2 c m 時，由行車荷載 引起的剪應(yīng)力將不會造成防水層的破壞1 6 。 美國的c c a r r 和b v a l l e r g a 就水泥混凝土橋橋面防水層體系的特性、使用 要求和室內(nèi)試驗、野外檢測等進(jìn)行系統(tǒng)的研究后認(rèn)為，防水層與面層和橋面之間 的粘結(jié)力一般能滿足行車的需要。但是，幾乎所有防水層的不透水性能在面層施 工后會下降或不能達(dá)到防水目的。因此，防水層應(yīng)設(shè)置合適的保護(hù)層，并在試驗 室內(nèi)對防水材料用電阻法測試其不透水性和進(jìn)行抗沖擊試驗。c c a r r 和 b v a l l e r g a 也創(chuàng)造性地提出了檢驗防水材料抵抗橋面裂縫的試驗方法，同時，對 一些常規(guī)試驗方法進(jìn)行了探討【7 1 。英國t r r l 的a p r i c e 針對防水層施工后的滲漏、 層間粘結(jié)力差及耐高溫性能不足等病害，對英國所有通過質(zhì)量認(rèn)證的防水材料進(jìn) 行了系統(tǒng)的測試和研究，他認(rèn)為除一些質(zhì)量根本不合格產(chǎn)品外，一般防水材料在 熱瀝青混合料的高溫和壓路機的碾壓作用下，極易產(chǎn)生損壞，因此，他建議防水 層應(yīng)設(shè)置保護(hù)層，同時，卷材類防水層的厚度不宜小于2 5 m m ，且宜有較高的軟化 點，涂膜類防水層的厚度不宜小于2 o m m ；合適的粘層油可以增強防水層與面層和 橋面的粘結(jié)力；環(huán)境溫度和碾壓溫度對防水層的路用性能有一定的影響【8 】。德國對 于橋面鋪裝防水粘結(jié)材料的研究較早，應(yīng)用較成功，已形成橋面鋪裝防水體系的 成熟模式，德國混凝土橋面鋪裝規(guī)范z t v b e l b ( 混凝土橋面防水體系要求) 中 橋面防水有如下兩種方法：使用瀝青卷材的防水體系，它由以下幾部分組成： 環(huán)氧下封閉層，瀝青卷材，澆注式瀝青保護(hù)層( 約3 5 c m ) ；使用彈性體材料的 防水體系，它由以下幾部分組成：環(huán)氧下封閉層，彈性體材料( 液態(tài)) ，澆注式瀝 青保護(hù)層( 約3 5 c m ) 。日本對于橋面鋪裝的防水粘結(jié)材料的研究同樣較為系統(tǒng)， 應(yīng)用較多的幾種防水粘結(jié)體系為：卷材防水材料與瀝青橡膠粘結(jié)劑；3 層氯丁橡膠 型防水材料與氯丁橡膠粘結(jié)劑；第三種利用澆注式瀝青混凝土鋪裝下層的抗?jié)B性 而取消了防水層。丹麥采用的鋪裝防水體系與德國基本相同。 從歐美國家的橋面鋪裝形式來看，它們均在橋面鋪裝體系中專門設(shè)置了防水 層，同時還設(shè)置了保護(hù)層( 一般講鋪裝下層作為保護(hù)層) ，兩者共同形成橋面鋪裝 的防水體系。雖然鋪裝的結(jié)構(gòu)體系、防水體系和防水層材料的種類各不相同，但 是都反映出它們對于橋面防水的重視。 第一章緒論 6 1 2 2 國內(nèi)研究概況 在國內(nèi)，“七五 期間，開展了我國水泥混凝土路面發(fā)展對策及修筑技術(shù)研 究( 國家科技引導(dǎo)性項目n o 0 2 5 ) 的研究，其中對水泥混凝土( 雙層板) 復(fù)合式路 面設(shè)計理論與方法進(jìn)行了研究；“八五”期間交通部科技立項，長安大學(xué)、全國水 泥混凝土路面技術(shù)委員會、河南省交通廳、安徽省高速公路管理局、江蘇省公路 管理局、西安公路科學(xué)研究所等單位承擔(dān)了碾壓混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路 面修筑技術(shù)研究，對r c c + a c 復(fù)合式路面從設(shè)計理論、設(shè)計方法與參數(shù)選用到施 工技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，取得了一定的成果【9 】【l o 】【l l 】【1 2 1 ；同時長安大學(xué)承擔(dān)了碾 壓混凝土加鋪瀝青混凝土復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法研究，1 9 9 3 年被列為國 家自然科學(xué)基金資助項目。東南大學(xué)的俞建榮等對碾壓水泥混凝土+ 瀝青混凝土復(fù) 合式路面的溫度梯度進(jìn)行了較詳細(xì)的研究【”】【1 4 】。國內(nèi)近年來對r c c + a c 復(fù)合式路面 研究較多，并在全國修筑了較多的工程實體，但這些實體工程的使用情況并不理 想，最近應(yīng)用的工程較少。 對于復(fù)合式路面的理論計算，我國也分為彈性層狀體系法和有限元法。長安 大學(xué)的王秉綱、胡長順等對碾壓水泥混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計理 論與方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，采用八節(jié)點等參元 1 5 】對復(fù)合式路面的荷載應(yīng)力與溫度 應(yīng)力進(jìn)行了計算與分析，研制了臨界荷位時板底最大應(yīng)力計算諾謨圖，結(jié)合室內(nèi) 試驗、試驗路及實體工程的研究，提出了復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。長沙理工大 學(xué)的李宇峙、張起森等用線彈性斷裂力學(xué)理論 1 6 】進(jìn)行瀝青加鋪層厚度設(shè)計。同濟(jì) 大學(xué)、空軍工程學(xué)院等應(yīng)用空間等參元、層狀體系理論、斷裂力學(xué)等對p c c + a c 復(fù) 合式路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步分析。對于粘結(jié)層抗剪強度，長安大學(xué)的胡長順教授【l 7 】 和北京建筑工程學(xué)院的高金歧【l8 】等先后進(jìn)行過粘結(jié)層的層間剪切試驗，原理大體 一致，只是試驗的儀器，材料和試驗條件有所區(qū)別。 在橋面鋪裝的研究方面，國內(nèi)起步較晚，過去并不重視對橋面鋪裝防水粘結(jié) 材料的研究。從8 0 年代中期開始新建高速公路后，橋面鋪裝多以乳化瀝青或熱融 瀝青為粘結(jié)防水層，并輔以密級配瀝青混凝土，以此構(gòu)成橋面防水系統(tǒng)。實踐證 明，此類防水系統(tǒng)起不到對橋梁結(jié)構(gòu)的防水保護(hù)作用，并導(dǎo)致橋面鋪裝的過早損 壞；隨著材料技術(shù)的發(fā)展9 0 年代中期，各地開始發(fā)展改性瀝青及改性乳化瀝青， 近年來國內(nèi)又開始發(fā)展復(fù)合改性乳化瀝青，陸續(xù)被廣泛應(yīng)用于橋面鋪裝的防水， 并與密級配瀝青混凝土配合使用組成橋面鋪裝的防水系統(tǒng)；但由于荷載條件下瀝 青類材料本身的防水局限性，以及密級配瀝青混凝土的防水性局限，因此其防水 性并未得到提高。9 0 年代后期，由于以前的橋面鋪裝未起到真正的防水作用，陸 續(xù)出現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)和橋面板的鋼筋銹蝕、和混凝土受損的現(xiàn)象，也開始研究和嘗試 第一章緒論 性應(yīng)用防水卷材和其他高分子液體防水材料作為橋面鋪裝的防水層，同樣在其上 采用密級配瀝青混凝土，并構(gòu)成橋面鋪裝的防水體系，由于存在材料和施工工藝 方面的問題，多數(shù)以鋪裝損壞為最終結(jié)果。 總的來說，國內(nèi)外對水泥混凝土路面加鋪瀝青層結(jié)構(gòu)的研究還處于初級階段。 研究的重點大多集中在面層瀝青混合料的厚度計算以及水泥混凝土板加鋪后的受 力變化，對反射裂縫的研究主要集中在技術(shù)措施層面，沒有對各種處治措施做深 入的理論分析。對剛?cè)嵝月访娴难芯恐饕嬖谝韵聨追矫娴膯栴}：l ，剛?cè)釓?fù)合路 面結(jié)構(gòu)模型的建立；2 ，對舊水泥混凝土路面的評價；3 ，剛?cè)峤缑娴奶幚?，此?個方面將是今后剛?cè)釓?fù)合路面研究的重點。 1 3 本文研究的主要內(nèi)容及預(yù)期成果 1 3 1 本文研究的主要內(nèi)容 1 ，對剛?cè)釓?fù)合式路面的結(jié)構(gòu)行為進(jìn)行研究。包括：剛?cè)釓?fù)合路面結(jié)構(gòu)的特點、 主要損壞模式及機理分析、剛?cè)峤缑娴奶攸c及作用、目前常用的界面層處治措施 及作用機理分析。 2 ，剛?cè)峤缑娣浪辰Y(jié)層的試驗研究。通過室內(nèi)試驗，主要考查以下幾種不同 防水粘結(jié)材料在不同混凝土板處理方式的情況下，界面的抗剪強度、抗拉強度、 封水性和耐久性。室內(nèi)試驗擬采用的防水粘結(jié)層材料為：a w p 一2 0 0 0 f 型防水涂料、 橡膠瀝青、s b s 改性瀝青、s b r 改性瀝青、環(huán)氧瀝青、溶劑型防水涂料?；炷涟?的界面處理模擬實際工程分三種情況：l ，不做任何處理；2 ，噴砂處理；3 ，精銑 刨處理。 3 ，通過室內(nèi)試驗，對比研究不同防水粘結(jié)層材料的力學(xué)強度。研究在不同界 面處治方式下的防水粘結(jié)層最佳瀝青用量問題，重點研究精銑刨界面銑刨深度對 界面層強度的影響，以及不同銑刨深度下的最佳瀝青用量。對不同形式的抗剪強 度試驗進(jìn)行對比研究，得到彼此之間的相關(guān)關(guān)系。 4 ，通過有限元分析軟件a n s y s ，對界面受力情況進(jìn)行分析，重點分析界面層 的剪應(yīng)力大小。用有限元軟件進(jìn)行界面層力學(xué)分析時考慮以下幾方面因素：不同 荷載( 考慮超載) 、不同行駛狀態(tài)( 考慮不同情況下剎車) 、不同面層瀝青混合料 的厚度和模量。同時研究溫度變化對界面層受力的影響，對不同界面處治方式進(jìn) 行有限元的數(shù)值模擬。 5 ，對剛?cè)釓?fù)合式路面界面層的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計進(jìn)行研究。包括：界面層材料的 選擇、界面層的結(jié)構(gòu)設(shè)計、界面層的施工工藝及質(zhì)量控制。 第一章緒論 1 3 2 預(yù)期成果 通過本論文的研究，預(yù)期得到以下成果： 1 ，系統(tǒng)全面的對剛?cè)嵝月访娴慕Y(jié)構(gòu)行為特點、損壞模式及機理、界面層特點 及作用、常用的界面層處治措施進(jìn)行了總結(jié)和比較研究。 2 ，對剛?cè)峤缑婕訌姶胧┻M(jìn)行了試驗研究，考慮了不同粘結(jié)材料、不同瀝青用 量、水泥混凝土板處治方式等對界面粘結(jié)及抗剪強度的影響。得到最佳的界面層 粘結(jié)材料，最佳的瀝青用量，最佳的混凝土板處治方式。并首次對混凝土板銑刨 深度進(jìn)行定量化研究，得出合理的水泥混凝土板銑刨深度。 3 ，針對不同的抗剪強度試驗方法開展研究，得到直剪、3 0 0 斜剪和4 5 0 斜剪三 種不同試驗方法的試驗結(jié)果的相關(guān)性。使得目前所有的關(guān)于防水粘結(jié)層材料的試 驗結(jié)果有了可比性的基礎(chǔ)。 4 ，對剛?cè)峤缑娴氖芰η闆r進(jìn)行有限元分析。得到不同荷載、溫度、車速下界 面層的應(yīng)力大小，同時得到各因素對界面受力的影響程度。對不同的混凝土板處 治方式進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了最佳的界面處治形狀的理論依據(jù)。 5 ，通過對防水粘結(jié)層材料的室內(nèi)試驗研究和對界面層受力的有限元分析，針 對防水粘結(jié)層的強度指標(biāo)提出作者的修改建議，結(jié)合本課題組的研究，提出橋面 鋪裝防水等級的概念。 6 ，根據(jù)研究成果，提出在不同環(huán)境條件下，剛?cè)嵝月访娼缑鎸咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計的理 論與方法，提出剛?cè)嵝月访娣浪辰Y(jié)層的典型結(jié)構(gòu)。 第二章剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)分析 第二章剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)分析 9 一 剛?cè)釓?fù)合式路面通常指的是水泥混凝土路面加鋪瀝青面層后形成的復(fù)合式路 面，廣義上講，凡是面層結(jié)構(gòu)材料的模量相差特別大，明顯呈現(xiàn)“一剛一柔相 結(jié)合的特點的路面都可以稱為剛?cè)嵝月访?。由于材料差異較大，剛?cè)嵝月访嬗兄?許多不同于一般路面結(jié)構(gòu)的行為特點，本章將對剛?cè)嵝月访娼Y(jié)構(gòu)的特點進(jìn)行全面 深入的探討。 2 1 剛?cè)釓?fù)合式路面的特點 剛?cè)釓?fù)合式路面的特點從大的方面來說，主要包括結(jié)構(gòu)組成特點和力學(xué)行為 特點。結(jié)構(gòu)組成特點主要討論的是材料性質(zhì)及其組合后的特性，力學(xué)行為特點主 要是討論剛?cè)釓?fù)合路面在使用過程中對荷載應(yīng)力以及溫度應(yīng)力的響應(yīng)。 2 1 1 結(jié)構(gòu)組成特點 剛?cè)釓?fù)合式路面絕大部分都是在水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層之后形成 的，其特點是路面整體剛度大，穩(wěn)定性好，行駛舒適性好。路面結(jié)構(gòu)組成為：基 層+ 水泥混凝土板+ 界面層+ 瀝青面層。如圖2 1 所示。 瀝青混合料加鋪層 剛?cè)?水泥混凝土板 原路面基層及以下土基部分 界面層 圖2 1剛?cè)釓?fù)合式路面典型結(jié)構(gòu)圖 fig 2 1r i g i d f i e x i b i ec o m p o s i t es t r u c t u r eo ft h et y p i c a lr o a d 瀝青加鋪層厚度較大時，通常分兩層攤鋪，層間灑乳化瀝青粘層油以加強粘 結(jié)，兩層混合料的級配可以相同也可以不同。界面層的材料通常采用的是改性瀝 青，厚度只有幾個毫米，主要起到粘結(jié)和防水作用。界面層材料模量小，具有高 粘度，彈性恢復(fù)性能好，能夠很好的吸收水泥混凝土板由于形變而產(chǎn)生的應(yīng)力， 能夠有效的抑制反射裂縫的傳播。 剛?cè)嵝月访孀畲蟮奶攸c是組成面層結(jié)構(gòu)的材料的模量不一樣，剛度相差很大。 水泥混凝土板具有強度高、剛度大、溫度敏感性小，材料模量相對比較穩(wěn)定，屬 脆性材料。瀝青面層材料模量小，溫度敏感性大，材料模量隨溫度變化，呈現(xiàn)明 第二章剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)分析 1 0 顯的黏一彈一塑性。正是由于材料模量的差異較大，從而導(dǎo)致剛?cè)嵝月访嬖谲囕v荷 載及溫度應(yīng)力作用下，呈現(xiàn)明顯的變形不協(xié)調(diào)性。因此，較一般瀝青路面而言， 剛?cè)嵝詾r青路面更容易開裂。 2 1 2 力學(xué)行為特點 路面結(jié)構(gòu)的組成和各組成材料的力學(xué)性質(zhì)決定了路面的力學(xué)行為特點。剛?cè)?性路面的面層材料由剛性的水泥混凝土板和柔性的瀝青混合料組成，其受力呈現(xiàn) 以下幾個方面的特點：1 ，當(dāng)面層瀝青混合料厚度較小時，路面呈現(xiàn)出剛性路面特 點，水泥混凝土板承受較大的豎向應(yīng)力和水平應(yīng)力。此時的瀝青面層對路面結(jié)構(gòu) 的受力沒有起到大的改變作用，主要是起到改善路面行駛的舒適性，減小行駛噪 音，主要起到功能性作用。2 ，當(dāng)瀝青面層較厚時，此時瀝青面層具有明顯的抗剪 效應(yīng)，也就是說，瀝青面層承受了主要的水平應(yīng)力。同時，對豎向應(yīng)力也起到了 很好的擴(kuò)散作用。因此說，瀝青加鋪層越厚，僅從受力角度來看，對其下的水泥 混凝土板是有利的。當(dāng)舊水泥混凝土路面板厚度偏小時，可以考慮通過適當(dāng)增加 瀝青面層厚度來補償。3 ，在剛?cè)嵝月访娼Y(jié)構(gòu)中，無論面層瀝青混合料厚度如何， 剛?cè)嵝越缑鎸铀艿降募魬?yīng)力都是不能忽視的。剛?cè)峤缑媸莿側(cè)嵝月访娼Y(jié)構(gòu)中的 薄弱層，由于材料及厚度等原因，其抗剪強度往往不足以抵抗其所受到的剪應(yīng)力， 容易發(fā)生剪切破壞。另一方面，由于界面層處在剛?cè)徇^度的特殊位置，存在許多 的不利的受力環(huán)境。例如，在水泥混凝土板的接縫處會出現(xiàn)較大的剪應(yīng)力集中， 由于板面存在尖角，也容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。也就是說，在界面層的某些局部 部位會由于應(yīng)力集中而導(dǎo)致破壞。4 ，除面層瀝青混合料厚度外，其模量對結(jié)構(gòu)的 受力也有大影響。瀝青混合料的級配、瀝青的勁度等直接影響其擴(kuò)散荷載的能力。 勵卜 、i 沙 涂弧 1 abba 瀝青層 界面層 水泥板 圖2 2 路面結(jié)構(gòu)受力分布示意圖 f i g 2 2t h ed i s t r i b u t i o no fp a v e m e n ts t r u c t u r e 如圖2 2 所示，當(dāng)瀝青面層模量大，強度高，擴(kuò)散荷載能力強，擴(kuò)散范圍如a 髟圈 第二章剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)分析 線所示。在水泥混凝土板接縫處，會出現(xiàn)剪應(yīng)力集中現(xiàn)象。路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)水平剪 應(yīng)力如圖所示，容易得出，當(dāng)瀝青面層較薄時，界面層受到的水平剪應(yīng)力會相對 增大。 2 2 剛?cè)崧访嬷饕膿p壞形式及機理 同其他結(jié)構(gòu)形式的路面有所不同，剛?cè)釓?fù)合式路面的損壞主要集中在瀝青加 鋪層的損壞，也就是說剛?cè)嵝月访娴膿p壞主要集中在路面表層。水泥混凝土板發(fā) 生損壞的情形不多見，除非瀝青表層損壞極其嚴(yán)重，且未經(jīng)及時有效的處理，損 壞才有可能向下發(fā)展。當(dāng)然，由于嚴(yán)重的設(shè)計缺陷，如：水泥混凝土板處治措施 不當(dāng)，板底存在脫空，厚度設(shè)計不合理，對交通量及交通荷載考慮嚴(yán)重不足，導(dǎo) 致路面設(shè)計的承載能力嚴(yán)重偏低。在這些情形下，路面損壞有可能延伸到板及板 以下各層。 2 2 1 損壞類型 大量的工程實踐表明，剛?cè)嵝月访娴膿p壞形式主要有以下三種：1 ，開裂；2 ， 車轍；3 ，水損壞。剛?cè)嵝月访娴拈_裂主要是反射裂縫，通常出現(xiàn)在舊水泥混凝土 路面的接縫處。通過對裂縫處鉆芯取樣，可明顯看到反射裂縫由下向上發(fā)展的痕 跡( 見圖2 3 ) 。剛?cè)嵝月访娴能囖H同一般的柔性基層或半剛性基層瀝青路面有所 不同，剛?cè)嵝月访娴能囖H僅發(fā)生在瀝青面層，其下部的水泥混凝土板是不會發(fā)生 永久性的變形，不包括由于地基不均勻沉降而導(dǎo)致的混凝土板局部下陷。因此， 實際中，瀝青加鋪層的車轍深度較一般瀝青路面的小，并不是十分嚴(yán)重。但由于 是剛?cè)嵝月访娌牧系慕Y(jié)合，瀝青面層又較薄，容易出現(xiàn)推移( 見圖2 3 ) ，瀝青面 層和水泥混凝土板的剝離等現(xiàn)象。水損壞問題一直是令道路工作者頭疼的問題， 無論是瀝青路面還是水泥路面，都不同程度的存在水損壞現(xiàn)象。對于水泥路面而 言，水損壞表現(xiàn)為板底脫空、基層液化，出現(xiàn)唧泥和斷板。對于瀝青路面而言， 水損壞主要表現(xiàn)為松散、坑槽( 見圖2 3 ) 。嚴(yán)重影響路面的使用質(zhì)量，影響美觀。 剛?cè)嵝月访娴乃畵p壞主要表現(xiàn)為表面瀝青面層的松散、坑槽，嚴(yán)重時可產(chǎn)生唧泥。 目前，從國內(nèi)修建的剛?cè)釓?fù)合式路面使用情況來看，損壞情況還是十分普遍的。 例如：河南省有三條高速公路采用了剛?cè)釓?fù)合路面結(jié)構(gòu)形式，分別是鄭開高速公 路、鄭新高速公路和新許高速公路。以下是三條高速公路的路面結(jié)構(gòu)形式及損壞 狀況的簡單介紹【1 9 1 。 鄭開高速公路 1 ) 路面概況 第二二章剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)分析 1 2 全長8 1 k m ，路面結(jié)構(gòu)為：從上到下依次為5 c m a c 一1 6 i 型中粒式瀝青混凝土， 2 2 c m 碾壓水泥混凝土r c c ，1 5 c m 水泥穩(wěn)定碎石，1 5 c m 水泥石灰穩(wěn)定土。 2 ) 病害情況 a 路面裂縫 根據(jù)資料顯示，橫向裂縫一般為間距1 0 米一道路面貫通裂縫，最大縫寬2 3 m m 。該路段路面施工為全厚式碾壓混凝土，每間隔1 0 米切縫以減少溫度應(yīng)力， 部分標(biāo)段施工時改為現(xiàn)澆混凝土，施工縫間距1 0 米。經(jīng)分析路面上出現(xiàn)的貫通裂 縫即由此反射形成的。每塊混凝土板上由于溫度應(yīng)力、車輛荷載共同作用或其下 基礎(chǔ)剛度差異，由此出現(xiàn)了路面不規(guī)則的反射裂縫。 b 路面坑槽、哪漿、沉陷、車轍 開鄭路在運營期間出現(xiàn)了部分坑槽、沉陷、卿漿和車轍等病害。在2 0 0 1 年開 始進(jìn)行的該項目工程大修中，對以上病害進(jìn)行了處理，目前路面上己很少見到該 類病害現(xiàn)象。 鄭新高速公路 1 ) 路面概況 路面一般結(jié)構(gòu)層由上而下依次為上面層為5 c m 中粒式瀝青混凝土a c 一2 0 i ，下 面層為2 3 c m 碾壓水泥混凝土r c c 一3 0 # ，基層為1 5 c m 水泥穩(wěn)定碎石，底基層為水泥 石灰穩(wěn)定土。 2 ) 維修養(yǎng)護(hù)史 鄭新高速于1 9 9 4 年1 2 月建成通車，四年后( k o + 0 0 0 k 2 5 + 3 0 0 ) 出現(xiàn)較為嚴(yán)重 的損壞，主要病害有：a c 層剝落、擁抱或開裂；路面沉陷、坑槽；較多的裂縫( 伴 隨板邊破碎) 。根據(jù)病害程度及類型，分別采取挖補、壓漿、更換面板等措施處理 后，全段加鋪5 c m a c - 2 0 i 型中粒式瀝青混凝土和4 c m a c 一1 6 i 型中粒式瀝青混凝土 ( 其中東半幅采用了s b r 改型瀝青) 。本次起止時間為2 0 0 0 年8 月2 0 日 - - 2 0 0 1 年 6 月1 日，大修工程路面部分費用為1 0 2 0 0 萬元。2 0 0 1 年3 月2 0 日至2 0 0 1 年9 月1 日對k 2 5 + 3 0 0 k 4 7 + 8 4 0 段進(jìn)行大修，全段加鋪5 c m a c - 2 0 i 型粗粒式瀝青混凝 土和4 c m a c 一1 6 i 型中粒式瀝青混凝土( 其中東半幅采用了s b r 改型瀝青，西半幅采 用s b s 改性瀝青) ，此次大修工程路面部分費用為8 3 7 9 6 萬元。 通過兩次大修工程( 調(diào)查文件稱為改善工程) ，路面強度、平整度和抗滑性能 得到改善，但反射裂縫并未能得到根治，在1 年后再次出現(xiàn)較多的反射裂縫，需 要在每年雨季和冬季來臨前，使用美國k o c h 灌縫材料灌縫。 3 ) 路面病害現(xiàn)狀 該路段目前的主要病害為橫縫、縱縫和輕度車轍。鄭新養(yǎng)護(hù)工區(qū)2 0 0 3 年5 月 2 0 日- - - - 2 4 日對路面病害調(diào)查的結(jié)果為：路面翻漿1 l 處：裂縫5 0 6 8 m ，沉陷、網(wǎng)裂、 第二章剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)分析 坑槽8 1 2 5 m 2 。 新許高速公路 1 ) 路面概況 路面一般結(jié)構(gòu)層由下而上依次為水泥石灰穩(wěn)定土15 c m 、水泥穩(wěn)定碎石2 0 c m 、 水泥混凝土2 5 c m 和5 c m 中粒式瀝青混凝土a c 一2 0 1 。內(nèi)側(cè)路緣帶寬0 7 5 m ，外側(cè)設(shè) 2 5 m 緊急停車帶和0 7 5 m 寬的路肩。 2 ) 路面病害現(xiàn)狀 新許養(yǎng)護(hù)工區(qū)2 0 0 3 年5 月2 0 日2 4 日對路面病害調(diào)查的結(jié)果為：路面翻漿 5 1 處約2 6 7 m 2 ；裂縫1 7 8 2 6 m ；車轍1 8 9 2 m 2 ；沉陷、網(wǎng)裂、坑槽1 4 8 7 m 2 。 其中裂縫較為嚴(yán)重的路段為k 5 + 5 0 0 k t + 5 0 0 ( 東半幅) ，平均每6 m 就有一道橫 縫，裂縫寬度多為l o m m 左右，部分裂縫具有支縫。k i o + o o o , - - 一k 1 7 + 0 0 0 段( 東半幅) 也有較多橫縫。養(yǎng)護(hù)部門己對裂縫進(jìn)行灌縫處理。 圖2 3 幾種常見的路面損壞形式 fig 2 3s e v e r ai c o m m o nf o r m so fd a m a g et ot h er o a ds u r f a c e 重慶市主城區(qū)道路自施行“白改黑 工程之后，在部分路段，如：長大縱坡 第二章剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)分析 1 4 _ _ 一 處、平曲線半徑較小處、公交車站處、橋涵等建筑物接頭處，相繼出現(xiàn)不同程度 的損壞。大部分損壞形式表現(xiàn)為：推移、擁包、松散、剝離、坑洞。帶有明顯的 水損壞特征，且瀝青混合料加鋪層在使用過程中表現(xiàn)出明顯的早期損壞。以上路