1.一種寒區公路水泥路面結構性損壞的預防方法,其特征在于,所述的寒區公路水泥路面結構性損壞的預防方法包括:
(1)在不利荷載位置外,還需要關注橫向縮縫位置的荷載疲勞累積效應;
(2)采用縮縫傳力桿能夠有效降低或延緩縱向裂縫出現的幾率和出現時間;
(3)傳力桿優化參數:長度與直徑之比和不同路面板厚度時的傳力桿推薦最大間距;
(4)模擬輪碾沖刷的試驗方法與半剛性基層表面抗沖刷技術措施。
2.如權利要求1所述的寒區公路水泥路面結構性損壞的預防方法,其特征在于,傳力桿參數優化的具體內容為:
需要有效系數與實際有效系數的驗算和分析:
需要有效系數是指實際要求傳遞的荷載分配到縮縫傳荷體系中,需要的總的有效系數,需要有效系數與傳力桿的直徑、長度以及縮縫寬度有關;
實際有效系數是指縮縫傳荷體系布置完成后,對傳力桿所承受的實際車輪荷載按有效系數進行分配,各傳力桿分配到的有效系數之和即為實際有效系數,實際有效系數與路面相對剛度半徑、傳力桿間距有關;
(1)傳力桿直徑與需要有效系數的關系
隨著傳力桿直徑的增大,需要有效系數的數值是遞減的,傳力桿直徑的增大將導致該比值的減小,需要有效系數減小,需要有效系數越小,則對應的傳力桿體系就越穩定,越容易達到傳遞荷載的要求,傳力桿直徑在增大到一定程度后,對需要有效系數的影響有減弱的趨勢,傳力桿的長度越長則直徑的增加對降低需要有效系數的效果就愈加顯著;
(2)傳力桿長度與需要有效系數的關系
隨著傳力桿長度的增加,需要有效系數減小,當傳力桿長度增加到一定程度后,需要有效系數開始增大,對應于不同的傳力桿直徑,傳力桿長度與需要有效系數的關系曲線近似呈倒拋物線形,而隨著直徑的增大,曲線的線形逐漸趨向平緩;
各曲線的拐點不在同一位置上,當傳力桿的長度與直徑之比約為17.5~18.0時,傳力桿體系的需要有效系數一般能達到最小值,即曲線出現拐點,該拐點為最佳點,此時的縮縫傳荷體系狀態最優;
(3)橫向縮縫寬度與需要有效系數的關系
縮縫寬度與需要有效系數呈線性關系,隨著縮縫寬度的增大需要有效系數也同時增大,但其增長速度比較緩慢,縮縫寬度的變化對“需要有效系數”的影響很小;
(4)傳力桿間距與傳力桿實際有效系數的關系
傳力桿傳荷體系的有效受力范圍為1.8倍的路面相對剛度半徑,傳力桿間距越大,則在這一范圍內能夠布置的傳力桿的數量就越少,所分配到的實際有效系數的和就越小;
實際有效系數隨縮縫傳力桿間距的增大而迅速減小,當路面板厚度在24cm以下時,傳力桿間距取30cm能夠較好地滿足有效系數驗算條件,但路面板厚度≥24cm時,實際有效系數比需要有效系數超出很多,且面層板越厚,超出越大,當面層板厚度>24cm時,應適當增加傳力桿的間距,建議傳力桿最大間距取40cm,此時實際有效系數與需要有效系數的匹配比較合理,并能減少約27%的縮縫傳力桿鋼筋用量;
傳力桿間距增加對路面板板底彎拉應力的影響:
無硬路肩的情況,當軸載作用在橫縫邊緣中部,縮縫傳力桿間距為30cm和40cm時,該橫斷面處混凝土板底的彎拉應力分布曲線非常接近,其中峰值應力相差約0.5%;按我國規范規定的臨界荷位,當軸載作用在縱縫邊緣中部時,有、無硬路肩的情況基本相同,縮縫傳力桿間距30cm和40cm兩種情況下的板底彎拉應力相差0.3~1.0%,并且越靠近車道外側縱縫邊緣中部,相差越小,即不利荷載位置處的板底彎拉應力差別微小;
對雙車道有水泥混凝土硬路肩的情況,當軸載作用在橫縫邊緣中部,傳力桿間距30cm和40cm時的混凝土板底彎拉應力數值靠近兩側板邊附近增加較多,但對應的應力數值較小,而在不利荷載位置處,即峰值板底彎拉應力僅增加1.12%。