[發(fā)明專(zhuān)利]一種寒區(qū)公路水泥路面結(jié)構(gòu)性損壞的預(yù)防方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410723612.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104452519A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高偉;曾明鳴;王旭;白義松;左貴林;張緒亮;毛景濱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 黑龍江省交通科學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): E01C11/24
• 分類(lèi)號(hào): E01C11/24;E01C11/14;E01C11/04
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其涉及一種寒區(qū)公路水泥路面結(jié)構(gòu)性損壞的預(yù)防方法。

背景技術(shù)

根據(jù)公路水路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，截止2012年末，國(guó)內(nèi)公路未鋪裝里程143.89萬(wàn)km。我國(guó)是水泥生產(chǎn)與出口大國(guó)，水泥供應(yīng)比較充足，使用國(guó)內(nèi)較為豐富的水泥資源，修筑使用功能和耐久性良好的水泥路面，對(duì)交通建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。至2012年，我國(guó)的公路瀝青路面里程已達(dá)64.19萬(wàn)公里、水泥路面鋪裝里程165.32萬(wàn)公里，分別比上年增長(zhǎng)5.06萬(wàn)公里和14.1萬(wàn)公里，表明盡管因結(jié)構(gòu)性病害等原因使水泥路面在高等級(jí)公路上的應(yīng)用受到很大影響，但我國(guó)對(duì)水泥路面的建設(shè)需求仍然十分迫切，該項(xiàng)成果的推廣應(yīng)用前景廣闊。

目前，寒冷地區(qū)公路水泥路面的損壞時(shí)間明顯早于其它省份，普遍存在開(kāi)裂、沉陷錯(cuò)臺(tái)等結(jié)構(gòu)性損壞，同時(shí)平整度、舒適性衰減迅速；由于結(jié)構(gòu)性損壞長(zhǎng)期存在，給維修養(yǎng)護(hù)帶來(lái)很大困難，嚴(yán)重了影響路面的使用功能和使用壽命，已成為制約公路水泥路面發(fā)展應(yīng)用的技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種寒區(qū)公路水泥路面結(jié)構(gòu)性損壞的預(yù)防方法，旨在減少季凍區(qū)公路水泥路面的結(jié)構(gòu)性損壞，改善和提高路面結(jié)構(gòu)耐久性及工作狀態(tài)，降低公路建設(shè)和交通運(yùn)輸?shù)闹芷诔杀尽?/p>

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種寒區(qū)公路水泥路面結(jié)構(gòu)性損壞的預(yù)防方法包括：

(1)在不利荷載位置外，還需要關(guān)注橫向縮縫位置的荷載疲勞累積效應(yīng)；在現(xiàn)有渠化交通情況下，橫向縮縫位置的路面疲勞應(yīng)力有超過(guò)縱縫邊緣疲勞應(yīng)力的可能，后者會(huì)引起橫向疲勞開(kāi)裂，而前者將導(dǎo)致縱向疲勞裂縫。對(duì)橫向縮縫位置的荷載疲勞累積效應(yīng)進(jìn)行必要的驗(yàn)算，有助于消除縱向疲勞開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)性隱患。

(2)采用縮縫傳力桿能夠有效降低或延緩縱向裂縫出現(xiàn)的幾率和出現(xiàn)時(shí)間；縮縫傳力桿能夠使相鄰的路面板協(xié)同受力，可降低橫向縮縫位置的路面疲勞應(yīng)力、減小縮縫兩側(cè)的路面錯(cuò)臺(tái)，并改善使用期路面的平整度。

(3)傳力桿優(yōu)化參數(shù)：長(zhǎng)度與直徑之比和不同路面板厚度時(shí)的傳力桿推薦最大間距；

(4)模擬輪碾沖刷的試驗(yàn)方法與半剛性基層表面抗沖刷技術(shù)措施。

進(jìn)一步，傳力桿參數(shù)優(yōu)化的具體內(nèi)容為：

需要有效系數(shù)與實(shí)際有效系數(shù)的驗(yàn)算和分析：

需要有效系數(shù)是指實(shí)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(shù)，需要有效系數(shù)與傳力桿的直徑、長(zhǎng)度以及縮縫寬度等有關(guān)；

實(shí)際有效系數(shù)是指縮縫傳荷體系布置完成后，對(duì)傳力桿所承受的實(shí)際車(chē)輪荷載按有效系數(shù)進(jìn)行分配，各傳力桿分配到的有效系數(shù)之和即為實(shí)際有效系數(shù)，實(shí)際有效系數(shù)與路面相對(duì)剛度半徑、傳力桿間距等有關(guān)；

(1)傳力桿直徑與需要有效系數(shù)的關(guān)系

隨著傳力桿直徑的增大，需要有效系數(shù)的數(shù)值是遞減的，傳力桿直徑的增大將導(dǎo)致該比值的減小，需要有效系數(shù)減小，需要有效系數(shù)越小，則對(duì)應(yīng)的傳力桿體系就越穩(wěn)定，越容易達(dá)到傳遞荷載的要求，傳力桿直徑在增大到一定程度后，對(duì)需要有效系數(shù)的影響有減弱的趨勢(shì)，傳力桿的長(zhǎng)度越長(zhǎng)則直徑的增加對(duì)降低需要有效系數(shù)的效果就愈加顯著；

(2)傳力桿長(zhǎng)度與需要有效系數(shù)的關(guān)系

隨著傳力桿長(zhǎng)度的增加，需要有效系數(shù)減小，當(dāng)傳力桿長(zhǎng)度增加到一定程度后，需要有效系數(shù)開(kāi)始增大，對(duì)應(yīng)于不同的傳力桿直徑，傳力桿長(zhǎng)度與需要有效系數(shù)的關(guān)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(diǎn)不在同一位置上，當(dāng)傳力桿的長(zhǎng)度與直徑之比約為17.5～18.0時(shí)，傳力桿體系的需要有效系數(shù)一般可達(dá)到最小值，即曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)(圖1)，該拐點(diǎn)為最佳點(diǎn)，此時(shí)的縮縫傳荷體系狀態(tài)最優(yōu)；

(3)橫向縮縫寬度與需要有效系數(shù)的關(guān)系

縮縫寬度與需要有效系數(shù)呈線性關(guān)系，隨著縮縫寬度的增大需要有效系數(shù)也同時(shí)增大，但其增長(zhǎng)速度比較緩慢，縮縫寬度的變化對(duì)“需要有效系數(shù)”的影響很??；

(4)傳力桿間距與傳力桿實(shí)際有效系數(shù)的關(guān)系

傳力桿傳荷體系的有效受力范圍為1.8倍的路面相對(duì)剛度半徑，傳力桿間距越大，則在這一范圍內(nèi)可布置的傳力桿的數(shù)量就越少，所分配到的實(shí)際有效系數(shù)的和就越??；