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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究.精品文档.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究 分类号坠！ 学位论文 杨斌 指导教师姓名长安土学王秉纲教授 专业名称胡长顺教授道路与铁道工程 申请学位级别焦主论文提交日期论文答辩日期 学位授予单位墼叁圭堂 答辩委员会主席 评阅人年月 长安大学博士学位论文旧水泥混凝土路面沥青加铺屡结构研究 摘要 如何控制沥青加铺层反射裂缝的产生和发展是道路工程界所面临的一大难题，由于旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝产生的普遍性与严重性，各国学者及工程技术人员对沥青加铺层结构与反射裂缝的研究一直十分活跃，其目的一是为了系统地揭
2、示反射裂缝产生的力学机理，二是寻求阻止反射裂缝产生、发展的方法。由于这一问题的复杂性加之各地交通、气候等条件的差异，在所取得的研究成果之间缺乏共同的认识，目前国内外对旧水泥混凝土路面加铺层的结构类型、设计方法及施工技术等方面的研究仍处于探索与试验阶段。本文在前人研究的基础上，继续对沥青加铺层反射裂缝产生机理、加铺层结构的选择等方面进行系统、深入地理论分析，并在室内外试验研究的基础上，探讨旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法。 本文主要进行了以下六个方面的研究工作：（）依据路面断裂力学基本理论与有限元方法对沥青加铺层反射裂缝的成因及扩展机理进行了分析，研究了沥青加铺层厚度、模量、初始裂纹长度、降
3、温幅度及轴载等参数变化对沥青加铺层裂缝应力强度因子的影响程度。（）对试验路采用的几种新型加铺层结构的防裂机理进行了分析。采用三维有限元方法分析了荷载及温度作用下的水泥混凝土路面沥青加铺层应力随加铺层模量、厚度及基础模量的变化规律，重点对设置土工合成材料、应力吸收层、大粒径沥青碎石裂缝缓解层、级配碎石裂缝缓解层等几种加铺层结构进行了荷载应力、温度应力及耦合应力的分析。（）分析了水泥混凝土路面板破裂尺寸与沥青加铺层的荷载应力、温度应力、耦合应力及基层顶面的压应力之间的关系，在理论分析及试验路研究的基础上，认为旧水泥混凝土路面板破裂的尺寸为左右是合适的。（）采用动力分析的三维有限元法对移动荷载作用下
4、的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的动力响应进行了分析，研究了车辆行驶速度、沥青加铺层模量、基础模量、路面结构的阻尼系数等参数变化对旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力、弯沉及弯沉差的影响程度，并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。（）在室内理想条件下采用大型试验仪器及进行了不同加铺层结构疲劳破坏的对比试验，模拟沥青加铺层荷载型及温度型反射裂缝的产生、发展过程，评价不同类型沥青加铺层阻裂效果。（）对旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青面层的加铺层结构以及破裂稳固板上加铺沥青面层的加铺层结构的设计参数、设计标准和设计方法进行了探讨。研究了旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的计算方法。 长安大学博士学位论
5、文日水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究 关键词：水泥混凝土路面，沥青加铺层，反射裂缝，应力强度因子，荷载应力，温度应力，耦合应力，动力响应，土工合成材料，应力吸收层，大粒径沥青混合料，级配碎石，破裂尺寸，大型疲劳试验，疲劳试验，设计方法 （） ，（） ， ， ， ， ：（） （）， ， ， ；（） ，；（）， ， ，；（） ，； ?，、 长安大学博士学位论文日水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究；（） ， ：（），（）， 长安大学博士季位论文第一章绪论 第一章绪论 问题的提出 水泥混凝土路面是高等级公路主要的路面结构型式之一，在我国世纪年代发展最快，里程增加最多。截止年底，我国建成的沥青与水泥混凝土
6、两种高级路面的总里程为万（，其中水泥混凝土路面为万（，占总里程的“，加上我国城市道路水泥混凝土路面万（，公路与城市道路水泥混凝土路面总里程达到了约万（，目前仍以每年约万（左右的速度增长，我国已成为世界上水泥混凝土路面拥有里程最多的国家。水泥混凝土路面的修建，推动了沿线经济及社会的发展。但就目前国内外水泥混凝土路面使用状况而言，存在着不少问题，尤其是一些早期修建的水泥混凝土路面不同程度地出现了结构性破坏和功能性缺陷，严重影响了道路的服务水平及车辆的行驶安全，存在的主要问题如下：（）一些早期修建的水泥混凝土路面，由于结构设计和施工质量等方面存在缺陷，加之目前道路运营中重车、超重车辆较多，导致水泥混
7、凝土路面过早损坏：（）由于雨（雪）水的影响及行车荷载的作用，造成水泥混凝土路面板出现唧泥、错台、脱空、断板等病害；（）水泥混凝土路面修补困难、维护费用高，并且修复效果并不十分理想，对水泥混凝土路面如何维修、改造一直是困扰道路部门的技术难题；（）对旧水泥混凝土路面加铺层结构、材料的选择及设计理论缺乏深入研究，加铺层设计方法不完善以及缺乏成熟的施工技术，一些地方对加铺层材料、结构及厚度的选择仅凭以往的经验，带有很大的盲目性，因而往往加铺效果不理想，并造成经济上的损失及不良的社会影响。 目前旧水泥混凝土路面的加铺改造主要有两种措施：一是加铺沥青混凝土面层，二是加铺水泥混凝土面层。由于沥青加铺层能有效
8、地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，提高路面行驶的舒适性，同时能充分利用旧水泥混凝土路面的强度，且造价低、施工方便、对交通及环境影响小，因此在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中应用最多。然而旧水泥混凝土路面接缝处沥青加铺层易产生反射裂缝，导致加铺层使用寿命缩短。旧水泥混凝土路面加铺沥青结构的研究直是各国道路研究者关注的熟点问题，如何控制反射裂缝的产生和发展至今仍是道路工程界所面临的一大难题。目前对沥青加铺层各方面的研究虽然已有几十年的时间，但进展缓慢，至今仍未有公认的合理可行的设计方法，也鲜有效果令人满意的加铺结构，国内外对旧水泥混凝土路面加铺改造仍处于研究和试验阶段。由于这一问题的复杂性加之各地
9、交通、气候及筑路条件的差异，在所取得的研究成果之间缺乏共同的认识，给设计及施工部门的具体操作带来了极大的困难。鉴于以上原因，本文在前人研究 长安太季博士晕往论文第一章绪论的基础上，继续对沥青加铺层反射裂缝产生机理、加铺层材料及结构的选择，以及加铺层设计方法等方面作进一步深入研究。 国内外研究概况 ，研究现状 由于旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝产生的普遍性与严重性，自世纪年代以来，国内外道路工程界对沥青加铺层结构与反射裂缝的研究一直十分活跃，其目的一是为了系统地揭示反射裂缝产生的力学机理，二是寻求阻止反射裂缝产生、发展的方法。这些研究工作概括起来主要有个方面：沥青加铺层反射裂缝的产生机理：沥
10、青加铺层结构的选择及防止反射裂缝的措施；沥青加铺层结构的力学分析（静载、动载分析）；评价防止反射裂缝效果的试验方法和沥青加铺层设计方法。下面简要叙述这几个方面的研究工作进展。 沥青加铺层反射裂缝的产生机理 对于旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝产生的原因，目前道路工程界基本形成了共识，认为沥青加铺层反射裂缝的扩展模式主要有两种：剪切型反射裂缝及张开型反射裂缝。交通荷载及温度作用是引起反射裂缝的两大因素。交通荷载主要引起加铺层的剪切型反射裂缝，在车轮偏荷载的作用下，接缝两侧的弯沉差过大而引起沥青加铺层的剪切破坏。温度变化主要引起加铺层张开型反射裂缝。温度变化使得路面结构产生两种变形，一种是由于温
11、度下降使得沥青加铺层及水泥混凝土路面板产生温缩而引起接缝处张开变形，另一种是由于昼夜温差导致温度在各结构层中的不均匀分布，且由于不同材料具有不同的热膨胀系数，造成水泥混凝土板及沥青加铺层的收缩及翘曲而导致接缝处沥青加铺层张开变形。 目前国内外道路研究者针对反射裂缝产生机理进行了大量的研究工作，取得了一定的成果并已部分应用于工程实际。从世纪年代开始，和等人嘲就开始了路面材料断裂规律的研究。年代，等人。对裂缝尖端的奇异性进行了数值模拟。年代，、等学者“对水泥混凝土路面上沥青加铺层的温度型反射裂缝的力学模型进行了研究，提出了一种由温度引起的旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝新的计算模型。年，、?和等
12、学者”开发了用于模拟旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝 长安太学博士学位论文第一章绪论扩展的有限元程序，该程序可考虑不同荷载位置对裂缝的影响以及温度变化对路面结构的影响。年，才华、张敏江等人删对沥青路面的反射裂缝的断裂疲劳进行了分析和模拟计算，从断裂力学及疲劳损伤力学的观点出发，探讨了反射裂缝的产生和发展机理，并采用三维有限元中的节理单元模拟了真实条件下的裂缝扩展。年，、和。对中心含有裂缝的沥青混合料试件进行了拉伸试验和四点弯曲断裂试验，研究了试件在不同断裂破坏方式下裂缝的应力强度因子。年，孙雅珍、赵颖华”利用粘弹性与损伤的分析理论，对含反射裂缝沥青路面进行了三维粘弹性有限元分析，模拟了裂缝的
13、扩展过程，得到了不同加载时间和不同变温的裂缝扩展情况。年，王金昌“”研究了低温变化对软土地基与无损和含有裂缝的道路结构体的相互作用，讨论了路表温度、基准温度、表面裂缝长度和反射裂缝长度对道路结构体工作性状的影响。年，齐艳“”应用损伤理论分析了旧水泥混凝土路面上沥青罩面层反射裂缝，通过程序模拟荷载作用下沥青加铺层中反射裂缝的产生和发展过程，并分析了各结构层模量、夹层参数、层间接触条件以及板底脱空等对加铺层工作性能的影响。 沥青加铺层结构选择及防止反射裂缝的措施 为防止及减少沥青加铺层反射裂缝，国内外进行了大量的试验路研究及理论分析，如美国联邦公路局（）于年提出了一个减少沥青加铺层反射裂缝的庞大研
14、究计划一，该研究计划包括几个方面的研究内容“：加铺层厚度、沥青的稠度、沥青混合料中的外掺剂、加铺前对原来路面的处理及应力消解层等。年美国沥青协会对减少反射裂缝行之有效的三种方法进行了总结：在加铺前对水泥混凝土路面板断裂及稳固、对沥青混凝土加铺层锯缝和填缝及沥青混合料外掺橡胶粉“。国内长安大学、同济大学、东南大学等高校及一些科研单位从世纪年代开始也相继开展了这方面的研究，并结合实体工程铺筑了大量的加铺层试验路“”，主要方法有：增加沥青加铺层的厚度，选用优质沥青及掺入纤维等阻裂材料，设置土工合成材料，钢丝网或橡胶沥青夹层，对半剐性层进行预切缝并加铺土工织物处理，以及对旧水泥混凝土路面板进行断裂稳固
15、处理等。 自从世纪年代初开始，土工布、玻纤格栅等土工合成材料就在很多道路和机场的加铺改造工程中被用于防止反射裂缝，如比利时在年期问开始在、和等个地区大面积应用土工布来防止加铺层反射裂缝“。年，美国的市在第到第号大街旧水泥混凝土路面上铺筑格栅用于防止沥青加铺层的反射裂缝“。年代，美国的德克萨斯州、宾夕法尼亚州和密西西比州也分别铺筑了土工布和土工格栅的多条试验路，对加铺层反射裂缝发展情况进行 长安大学博士学位论文第一章绪论了长期观测“”。近多年来，在我国许多省市的公路与城市道路水泥混凝土路面加铺改造中也大面积使用了土工合成材料来防止加铺层的反射裂缝。但由于各地旧路状况、交通组成及气候等条件的差异，
16、土工合成材料在各路段防止加铺层反射裂缝的效果也不尽相同。 为了解决水泥混凝土路面沥青加铺层易产生反射裂缝的问题，美国科氏沥青材料公司研制开发了应力吸收层“”，利用其优良的抗裂性能防止反射裂缝。在美国试验应用数年，取得成功经验后于年开始推广使用。防裂技术已在美国新泽西、伊利诺斯、堪萨斯、德克萨斯、密苏里等州的多个项目中使用，均获得了成功。 世纪、年代，美国田纳西、阿肯色等几个州开始使用开级配沥青碎石混合料用于防止反射裂缝。美国沥青协会建议采用最大粒径分别为、及的大粒径开级配沥青碎石作为裂缝缓解层“，利用混合料含有的多空隙结构可有效地阻断裂缝尖端的扩展路径，消弱拉应力、拉应变的传递能力，并且能消散
17、、吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的荷载应力和温度应力。 美国、澳大利亚、南非等一些国家把级配碎石作为半刚性基层沥青路面的防裂层加以应用，并取得了较好的效果“。为解决半刚性基层沥青路面反射裂缝问题，国内也铺筑了一些级配碎石裂缝缓解层的试验路啪“，如京石高速公路河北正定试验路的改性沥青应力吸收膜及级配碎石层防裂对比研究，西安试验路级配碎石层防裂研究，沪宁高速公路无锡试验路级配碎石层防裂研究，宁连一级公路淮阴试验路级配碎石层及土工格栅夹层防裂对比研究，处于季节冻土区的吉林省辽源市试验路级配碎石层的防裂研究。以上试验路观测表明级配碎石能有效防止反射裂缝。 当旧水泥混凝土路面断板率较高、损坏面积较大
18、，对损坏板进行换板或压浆修复后再采用其它措施已不经济时，可采用冲压技术对旧水泥混凝土板进行破裂和稳固处理后加铺沥青面层的方法进行改建，该方法具有施工速度快、施工工序少、造价低、对环境污染小等优点。对旧水泥混凝土路面进行破裂稳固在国外是一种较为成熟的技术。“唧，早在世纪年代，美国明尼苏达州曾用压路机破裂稳固水泥混凝土路面，结果加铺层反射裂缝大大减少。年德克萨斯州开始用重力锤和重力冲击锤破裂水泥路面，再用压路机稳固水泥块，上面铺筑沥青加铺层，使用效果令人满意。年宾夕法尼亚州对的水泥混凝土路面用截断式破裂机破裂，用及轮胎压路机稳固，再铺筑开级配热拌沥青碎石基层和沥青面层，直到年仍未出现反射裂缝。 非
19、圆形冲击压实机械的设想最早由南非于世纪年代提出。，经过多年的不断研制开发逐步完善为一种技术成熟的大功率连续冲击式压实机，初期主要应用于路基、 长安大学博士孝位论文第一章绪论大坝、机场的碾压，后来开始用于旧水泥混凝土路面的破裂稳固。美国田纳西州于世纪年代后期首先应用冲击压实机完成混凝土路面的破裂稳固，它把传统的锤式或截断式破裂机和轮胎式压路机两道工序合二为一，其效率比传统工艺快倍左右。 关于旧水泥混凝土路面板应破裂到何种程度，目前道路工程界观点不一。李华、缪昌文、金志强等人”建议旧水泥混凝土路面的破裂结果应为边长为大小的块。姚祖康“”对破裂尺寸的建议是应用混凝土破碎机，将面层板分解成左右的碎块，
20、然后用重型轮胎路碾在碎块上碾压数遍。刘荥、刘效尧、孙江、黄晓明。”提出的建议是旧混凝土路面最好能破碎到，破碎到也是可以接受的，在地基条件很好的情况下允许达到米级的板块。表为美国部分州对旧水泥混凝土路面破裂尺寸的经验值“。 表美国部分州对混凝土路面破裂尺寸的经验值 州名水泥混凝土路面破裂尺寸（） 依阿华 加利福尼亚 明尼苏达 纽约 北达科他 伊利诺依 肯塔基 密执安 西弗吉尼亚， 从表卜可以看出，美国各州对混凝土路面采用的破裂尺寸也有较大的差异，最小为，最大为，破裂尺寸跨度范围很大。若破裂板块尺寸过大，起不到减少反射裂缝的作用，且板块难以稳固。若破裂板块尺寸过小，则会加大基层顶面的压应力，并会延
21、长施工时间及增加工程造价。 沥青加铺层结构的力学分析 （）静荷载作用的力学分析 目前对静荷载作用下的沥青加铺层结构有许多力学分析方法，主要可分为三类： 力学分析法，有限元分析方法和断裂力学方法。 静力学分析法 这种方法的基础是弹性理论，其代表为法（）“，静法采用弹性理论分析反射裂缝，考虑两种破坏形式：张开型和剪切型。此外，刘悦、胡长顺。”采用解析法分析了旧水泥混凝土路面接缝处沥青加铺层的温度应力及层间剪应力。由于静力学分析方法采用了很多假设，许多实际的边界条件无法考虑，影响了计算结 长安大季搏士荦拉奄文第一章绪论果的精确性，但这种方法易于掌握，较容易形成设计方法。 有限元分析方法 有限元法是一
22、种实用有效的计算方法，目前在各领域得到了广泛的应用。这种方法能考虑各种实际的边界条件和荷载情况，易求出各点的应力、位移。”采用三维有限元方法分析和评价了沥青加铺层反射裂缝的开裂潜能和受力性质。、和采用有限元法分析了车辆荷载作用下考虑 车辙、反射裂缝和疲劳开裂的沥青加铺层结构应力状况。、 和”提出了交通荷载作用下的反射裂缝和疲劳开裂有限元计算模型，并进行了加铺层路面结构的应力、应变和弯沉的数值模拟。、”采用三维有限元模型分析了荷载及温度作用下设置钢丝防裂网的水泥混凝土路面加铺层和沥青路面加铺层结构的应力状况。和。”利用有限元方法分析了有、无橡胶沥青膜的加铺层裂缝附近的应力状况。胡长顺、曹东伟”“
23、”采用有限元法对有夹层的加铺层结构的应力与位移进行了力学计算，定量地分析了夹层在减小车辆荷载引起的剪切破坏方面的作用，考察了设置夹层后接缝处沥青加铺层剪应力与板缝弯沉差的变化。李淑明、许志鸿。采用有限元程序分析了参数变化对旧水泥混凝土路面沥青加铺层荷载应力、温度应力及耦合应力的影响，并对设置土工布和玻纤格栅防裂夹层的加铺层结构进行了力学分析。周富杰、孙立军。”应用三维有限元方法分析了层间接触条件、层问拉开宽度、脱空、罩面层厚度和基础模量对反射裂缝产生的单因素和多因素综合影响。符冠华、陈荣生采用有限元法对旧水泥混凝土路面接缝区加铺层的荷载和温度应力状态进行了分析。何兆益用增量法有限元分析了设置碎
24、石基层沥青路面结构的非线性响应，并与层状体系分析结果进行了对比。周志刚、张起森、郑健龙。利用基于线弹性断裂力学的平面应变有限元方法，模拟加筋材料的薄膜单元和模拟结构层层间结合状态的界面单元，对士工加筋材料阻止沥青路面反射裂缝的桥联增韧效应进行了分析。 断裂力学方法 断裂力学是世纪后半叶固体力学和材料科学领域发展的重要成就，它已经在航空结构、机械制造、压力容器等各重大工程中得到了广泛应用。按照断裂力学及疲劳断裂力学的观点，可以认为沥青加铺层的破坏是由于旧水泥混凝土路面裂缝或接缝这种原始缺陷的存在，引起沥青加铺层的应力集中与内部损伤，当这种应力集中与损伤累积超过材料与结构抵抗破坏的容许值时，就造成
25、沥青加铺层裂缝的发展，并导致路面结构的破坏。目前国外一些学者，如提出了通过线弹性断裂力学对沥青路面的疲劳损伤过程进行描述。国内张起森、郑健龙、周志刚等人“”已把断裂力学应用于路面裂缝的计 长安太学博士学位论文第一章绪论算。郑健龙、王秉纲“”对沥青路面温度收缩开裂的热粘弹特性进行了研究。周志刚、张起森。应用疲劳损伤力学理论与方法研究沥青类路面疲劳破坏机理和各类抗裂措施（如加筋）的抗裂机理。 （）动力学分析方法 目前国内外对路面结构的力学计算多以静止车辆荷载作用下的路面结构为研究对象，这对荷载不大、车速较低的情况下基本上是合理的。然而，在明显的运动荷载作用下，静力荷载模式与车辆行驶过程中对路面的实
26、际作用之间的差异很大，路面结构的动力学特性也远非静力学特征所能描述“”。为探讨实际运动车辆荷载作用下道路的应力、应变的变化规律，国内外已有一些学者对路面结构进行了动力学分析，如美国“战略公路研究计划”、欧洲经济发展与合作组织（）就对路面动力学进行了研究“。我国对路面动力学的研究始于世纪年代，研究机构主要集中在同济大学、东南大学、长安大学及空军工程大学等高校“”。 国外的、“”采用三维有限元方法分析了动荷载作用下水泥混凝土路面结构的动力响应问题。，、，“”分析了试验路不同级配的沥青路面在动荷载作用下的抗车辙性能。，、，“对美国空军机场道面结构进行了动力响应分析。、“”采用数值分析方法对路面结构动
27、态裂缝的产生和扩展规律进行了研究。 国内的侯芸、郭忠印、田波、杨众应用三维有限元动力学的基本方法，结合积分方法逐步求解运动方程，对动载（荷载）作用下多层弹性体系的响应进行了分析。陈静、刘大维、霍炜、陈秉聪。针对结构为沥青混合料面层、粒料基层和土基的三层柔性路面体系，建立了路面在车辆动载作用下的有限元分析模型，并应用有限元分析软件对层状路面在动载作用下路面的动态响应进行了三维有限元分析。郝大力、王秉纲”对路面结构动力响应仿真与参数进行了研究，对各种结构组合情况的路面动力有限元模型进行了求解，运用人工神经网络原理技术，开展路面结构动力响应仿真和路面结构动态参数反分析。刘立安、郑传超“”研究了动荷载
28、作用下的沥青路面结构响应，应用有限元程序对沥青路面在动态荷载作用下的结构响应进行了数值分析，着重分析了不同激励下二维平面应变模型的动态响应规律以及路面结构参数改变对沥青路面动态响应的影响。邓学钧、孙璐“”系统地阐述了解析法和有限元法在路面结构中的应用，介绍了路面结构在车辆随机荷载作用下产生的随机动力响应和动力特性。 从已有路面结构动力学研究来看，解析法对多层体系的路面在动力荷载下的动力响应虽有一些理论研究，但所得到的响应的精确解最多也只能对两层介质有效，难以考虑复杂 长安大学博士季位论文第一章绪论的三维边界条件和荷载情况，而有限元方法可求解任意荷载、任意边界条件的应力情况。 评价防止反射裂缝效
29、果的试验方法 进行反射裂缝试验的目的是评价不同沥青加铺层结构或材料的阻裂效果，获取相关的计算参数并验证理论计算结果。国内外开发了许多试验方法“，主要可分为以下几大类： （）直接拉伸试验 加拿大渥太华学者采用重复液压加荷机对现场浇制的尺寸为沥青混凝土试件（有缺口及无缺口两种）进行重复拉伸疲劳试验。荷兰在小块混凝土板上铺筑了纯沥青混凝土、无纺聚丙稀格栅、聚酯格栅和玻璃纤维毡等几种沥青加铺层结构进行直接拉伸试验，对比各种材料的抗拉伸能力。 （）间接拉伸试验 奥地利维也纳大学等人采用劈裂试验来评定层间粘结强度。和单位断裂能， （）弯曲一拉伸疲劳试验 意大利大学的采用无加筋沥青混凝土、无纺土工布、聚丙稀
30、土工格栅和土工织网等几种材料的沥青加铺层进行三点弯曲疲劳试验，对不同防裂夹层进行评价。法国土木工程实验室进行了跨中有槽口试件的三点弯曲试验，获取了计算应力强度因子及规律的系数和值，从而利用（）式计算疲劳破坏寿命。同济大学的孙立军采用无切口有加筋层试件，加铺层结构分别为含聚乙稀网层、无纺土工布、特种钢丝格栅夹层的试件和普通沥青混凝土，在温度为一、。和条件下进行静载试验。 （）剪切疲劳试验 华南建设学院的叶国铮采用自制的剪切装置模拟了型裂缝的剪切疲劳破坏。葡萄牙采用了公司生产的反射裂缝仪（？和系统）对试件进行了剪切和拉裂重复加载试验，模拟了型及型裂缝的联合作用。 （）试板疲劳试验 日本及英国诺丁汉
31、大学均采用了试板轮迹疲劳试验，采用滚动的轮子模拟接缝两侧的偏荷载及中荷载作用对加铺层所产生的疲劳作用。 （）大型疲劳试验 我国空军工程大学自行研制的模拟反射裂缝扩展的大型疲劳试验仪汹，采用水平位移及竖向位移的变化分别模拟水泥混凝土板因温度变化而产生的伸缩变形及汽车荷载作用 长安大学博士学隹论文第一章绪论下接缝两侧引起的剪切变形，分析沥青加铺层的疲劳破坏规律，检验不同加铺层方案的防裂效果。 旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计方法 目前各国沥青加铺层设计方法差异很大，国外对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的研究较早，并在大量试验路的基础上提出了相应的设计方法，通常应用经验法或半经验法确定厚度，如美国沥青
32、协会（）的弯沉法、美国陆军工程师部队（）的补足厚度缺额法、法、法、美国沥青协会（）的有效厚度法及挠度法、美国各州公路运输工作者协会（）的断裂间距法、无破损测试法及无破损测试法等“。这些设计方法大多以现场试验及室内试验结果为依据，以试验路及对加铺层实际使用状况的调查结果为基础，结合本地区的具体条件确定参数，提出经验公式或设计曲线。经验法来源于实际工程，并经过多年的试验路观测及数据采集不断调整，因此，经验法是一种比较切合实际的设计方法。以下对国内外一些主要设计方法作简要叙述。 （）有效厚度法螂 美国地沥青协会和均采用这一方法。该方法的基本思路是加铺层所需的厚度是薪路面所需厚度与旧路面有效厚度之差，
33、即假设若路面已经损坏并且消耗了总寿命的一部分，则它的工作就如同薄一些的路面一样，也就是说，考虑总寿命消耗了一部分之后，有效厚度将减少。所有新的和旧的材料厚度根据其类型和状况换算成沥青混合料或水泥混凝土当量厚度。加铺层厚度为： 。一玩（卜） 式中：丸加铺层厚度： 。新路面厚度： 。旧路面有效厚度。 （）美国沥青协会（）的弯沉法“” 美国沥青协会（）认为旧水泥混凝土路面接缝（或裂缝）处的弯沉量和弯沉差是引起沥青加铺层开裂的主要原因，因为轮载的施加速度远高于温度变化产生的面层板伸缩位移的速率。因而，此方法以控制接缝或裂缝处的板边平均弯沉量和弯沉差为设计要求，其标准为： 接缝（或裂缝）两侧的板边弯沉差（。一。） 接缝（或裂缝）两侧的板边