厚度计算方法差异比较     上述4种方法由于考虑的因素不同，计算的旧水泥混凝土路面上加铺沥青层的厚度也不相同。它们的差异性比较如下：     1)美国地沥青学会加铺层厚度通用设计法主要考虑气候、挠度等因素对接缝处产生反射裂缝的影响，但未考虑混凝土板的其他破坏，可用于板块纵横裂缝较少、板块整体性较好的加铺层设计。     2)COE法和AASHTO法都是根据旧混凝土板裂缝类的损坏状况，按补足厚度缺额的概念计算加铺层的，而AASHTO法不但考虑了裂缝损坏的严重程度和裂缝的性质，还考虑了加铺沥青面层之前是否对损坏的接缝和裂缝进行修复以及未修复接缝和裂缝的数量。可以认为按AASHTO法计算的结果比COE法计算的结果更为可靠。     3)有效厚度法依据现有路面面层、基层、底基层的厚度，材料性质，损坏状况，考虑的因素比较全面，可用于任何类型的加铺沥青层设计。     由于加铺层设计方法大都是基于一些假设按理论或经验得出的公式，并且公式中各个系数的取值存在一定的主观性，就使得不同的设计方法计算的厚度不可能完全相同，有时甚至相差很大。     2.6  结构设计     加铺沥青层厚度设计主要依据旧路面结构的承载力及当地的经济状况，选用合理的加铺层方案。加铺沥青层厚度的确定，主要是考虑加铺层防止反射裂缝问题。加铺沥青层太薄，容易产生反射裂缝；太厚，造价又会过高。根据国内外的经验，加铺脚的合理厚度范围为9～18 cm。    结合合宁高速公路小西冲段的实际情况，决定拟定加铺层厚度为18 cm，采用三层(4 cm+6 cm+l8 cm)；同时，为了使加铺层与旧路面之间接触良好，增强抵抗反射裂缝的能力，在加铺层与旧路面之间增设了4 cm调平层，因此，加铺层的总厚度为22 cm。其具体结构组成见图1。    图1  加铺层路面结构     3  加铺沥青层防反射裂缝研究        为更有效地防止反射裂缝的产生，加铺层结构各层的材料性能必须与相应受力特性相结合。已有的研究表明^[5]，中面层AC一20I所受的弯拉应力最大，是加铺层结构的最不利结构层。因此本文主要对中面层Ac-20I及上、中面层所形成的复合梁抵抗反射裂缝能力进行研究。    www.tmgc8.com    3.1  试验设计        为了尽量真实地模拟车轮荷载重复作用在有接(裂)缝的旧混凝土路面上层的情况，试验采用如图2所示的模式^[6]。    图2  试验模型示意图     试验的长度为30 cm，宽度为12.6 cm，加铺沥青混凝土层用碾压成型的试件切割成30 cm×12.5 cm×3.5 cm的板(保留粗糙表面)，预制混凝土试块厚度为4.5 cm，确保2块混凝土试块之间预留3 mm 的裂缝，试件的两侧及地面的约束情况如图2所示。混凝土试块与加铺沥青层之间涂敷一层黏结油，预制混凝土试块下面垫一块橡胶垫块。橡胶垫块的尺寸为27.5 cm×12.5 cm×2.14 cm。加工好的试件要在室温下(25 cc±3℃)冷却4 h，然后放到自动式沥青路面分析仪(AAPA)中，在试验温度下养护6 h。        3.2  试验设备     AAPA一次可以做三个平行试验，具有完善的控温系统，模拟车轮的小轮往复运动，频率为60次／min，并可调节与试样的接触压力。试验中，试验小轮加到试件上的力为1.23 kN，试验温度为(15℃±1℃)，试验测得的数据通过传感器传输到计算机中，以试件表面有反射裂缝产生为判断依据。     3.3  原材料性质和混合料级配     试验所采用的原材料有普通沥青、SBS改性沥青、骨料、矿粉。共设计了3种不同级配的混合料，见表4。 表4  沥音混合料级配     3.4  试件成型     组成两种中面层AC一20I沥青混合料和两种复合梁。中面层沥青混合料由于是单层结构，因此只要采用最佳油石比成型标准车辙板试件，然后再切割成上述试验所需尺寸即可。两种复合梁的成型方法基本一样，只是需要分上下两层先后成型。上述4种沥青混合料的具体组成详见表5。 表5  4种混合料的具体组成     3.5  试验结果与分析     从沥青混合料的组成结构类型对疲劳寿命的影响(见图3)进行分析，可以看出： 图3  混合料组成结构类型与疲劳寿命的关系     1)针对单层结构，改性沥青混合料比普通沥青混合料疲劳寿命有显著提高，说明改性沥青提高混合料疲劳寿命效果非常明显。     2)以普通沥青AC一20I为下面层的复合梁A相对普通沥青Ac一20I混合料单层结构疲劳寿命降低，但降幅不大。复合梁疲劳寿命降低的原因可能是由于层间接触情况不好所致。复合梁采用分层铺筑，上面层采用改性沥青SMA—16，结果表明，改性沥青对混合料疲劳寿命影响很小，说明加铺层抵抗反射裂缝能力的高低主要取决于复合梁的下面层。     3)复合梁B相对复合梁A疲劳寿命提高了5.7倍，表明路面不同组成结构类型对混合料的疲劳寿命影响非常大。     4)结果表明，加铺层混合料合理分布组成结构类型是非常重要的。复合梁B的疲劳寿命大大超过复合梁A，故复合梁B组成结构类型被工程实践所采用。 www.tmgc8.com    4  结语     1)利用4种不同方法计算了加铺沥青层结构的厚度，经过比较不同计算方法得出的结果并综合考虑其他因素拟定加铺层的结构组成为4 cm AC—16I+6 cm AC—20I+8 cmAC—25I+4 cm Ac—101调平层，总厚度为22 cm。     2)对单层结构AA：PA反射裂缝试验，表明改性沥青在提高混合料疲劳寿命方面效果非常显著。     3)对复合梁AAPA反射裂缝试验，表明加铺层中抵抗反射裂缝能力的高低主要取决于复合梁的下面层。     4)加铺层混合料合理分布组成的结构类型，是提高加铺层混合料疲劳寿命的重要手段之一。       参考文献     [1]沈金安．沥青及沥青混合料路用性能[M]．北京：人民交通出版社．2001．     [2]润扬长江公路大桥钢桥面铺装阶段研究报告[R]，南京：东南大学交通学院，2002．     [3]黄仰贤．路面分析与设计[M]．北京：人民交通出版社，1998．     [4]姚祖康．水泥混凝土路面设计[M]．合肥：安徽科技出版社，1999·     [5]赖用满．旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构及材料性能研究[D]．南京：东南大学交通学院，2004．     [6]张肖宁．旧混凝土路面上沥青加铺层的抵抗反射裂缝能力[J]．华南理工大学学报，2001，29(8)：82—85．     [7]沈金安．改性沥青与SMA路面[M]．北京：人民交通出版社，1999．       赖用满     (南京市公路建设处，江苏南京110008)    

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