沥青路面水损害——孔隙水压力影响因素的研究

【摘要】： 公路是与地区之间相互交流促进发展的必备设施,要加快一个地区的发展,首先是要建立完善的交通系统工程。近几年,由于国家大力投资发展经济使得交通设施的建设显示出越来越重要的作用。随着经济的发展,对道路的各项性能的要求也越来越高,沥青路面以其独有的行车舒适、噪声小、交通开放快、外表美观等优势被广泛应用于各项工程中。但是在应用的过程中,却出现了各种各样的道路病害,这些病害多出现在道路投入使用的初期,称为早期病害(如水损害)。病害的出现降低了道路的服务性能,减少了道路的使用寿命,加大了道路养护维修费用的开支。 本论文采用有限元分析方法的理论,借助有限元分析工具ANSYS软件建立路面结构层状模型,分析了路面结构的力学效应,并在此基础上分析了水压力作用下位于层间的孔隙压力的变化情况与相关因素之间的关系。在增加面层或基层的厚度时,能够减小结构内点的位移或应力,但同时应当考虑由于厚度的增加基层底部的拉应力也在增加,变化的规律不是简单的增减,包含有增长也包含有减小。增加面层的厚度比增加基层厚度更有意义,面层增加时对位移、应力的减小率要比基层大,层底拉应力的增长率较基层变化增长率小。对于面层与基层的模量的变化对位移有减小的作用,应力随模量变化出现最小值,此时的层底拉应力均为增长趋势,面层模量增长时的增长率较基层模量增长时的增长率要小,为了取得更好的减小与增长之间的平衡,调整面层的模量的变化能够取得更好的效果。对于孔隙压力的控制基层厚度的调整则更具有优势,基层厚度变化时,孔压出现了抛物线形的变化,存在下降段,对于减小孔压来说是很好的措施。在轴重变化的过程中,各向孔隙压力的增长率相同,对孔压是不利因素,因避免超载的现象。 针对分析结果讨论了合理的拟定结构层以及减少水损害相关措施。在设计的过程中应综合考虑各方面因素选择合理的结构层厚度及材料,对道路后期使用性能具有重要意义。另外,根据实际工程中的施工步骤提出了一些减少水损害的措施,建立完善的排水系统,施工过程中严把质量关,包括后期的养护维修工作都应加以完善,从而减少水损害的发生,降低其造成的各种损失。