薄层罩面的力学分析

肖超

摘 要 薄层罩面是路面預防性养护的重要措施之一，本文对薄层罩面的力学性能进行了研究，分析了薄层模量与原路面各模量之间关系，并对薄层罩面中的最大剪应力与各影响参数之间的关系进行了研究。研究结果表明：随着薄层的模量的不断增大，原路面基层所需最低模量也最值增大，原路面面层结构所需模量随之不断降低，路面整体模量略有提升。薄层中的最大剪应力其厚度的增大而不断的减小，随着荷载在的增大而不断的增大，随摩擦系数增大而增大，随水平系数的增大而增大。

关键词 薄层罩面 模量 最大剪应力

中图分类号：U416.2 文献标识码：A

预防性养护技术已经逐渐被业内所接受，并在国内外进行了大量的研究与应用，薄层罩面作为一种预防性养护技术近年来成为了研究热点，但预防性养护的理念并不认为路面已经发生破坏，所以在设计过程中鲜有力学分析。我国路面大量的采用半刚性基层，早起病害严重，加之养护理念的相对落后，所以采用养护的路面或多或少的存在少量病害，本文针对薄层罩面中的相关力学问题展开分析，旨在为薄层罩面养护过程中的理论分析提供一定的力学参考。

1路面结构分析

本文将路面划分为三层，最底层为原路面基层，中间层为原路面面层，最上层为薄层罩面（碾压式），三层的模量分别为E3、E2、E1，三层总模量为Ec，则各层间的力学参数计算公式如下所示：

2碾压式薄层罩面力学分析

按照上述路面结构分析，对各层进行动力响应试验，分析E1与各层最低模量之间的关系，试验结果如下图1所示。

从图1可以看出，随着薄层的模量的不断增大，原路面基层所需最低模量也最值增大，但增幅远小于薄层模量；若薄层模量增大，原路面结构所需模量随之不断降低，路面整体模量略有提升。这说明在薄层模量的选取过程中，应根据原路面情况而定，原路面结构模量大，薄层模量可以取值略小些，反正略大。

薄层罩面破损的根本原在于剪应力的存在，本文研究了不同参数下的层间最大剪应力的变化，并对数据进行绘图处理，如下图2所示。

分析图2，薄层的最大剪应力随着其厚度的增大而不断的减小，基于上述现象，在剪应力较大的路段可以适当地增大薄层厚度以减小剪切病害的发生，但整体的效果并不会特别突出；薄层的最大剪应力随着荷载在的增大而不断的增大，且增幅较大，说明荷载仍然是薄层中剪应力的主导因素；此外，摩擦系数增大，薄层中的剪应力也随之增大，水平系数增大，最大剪应力也随之增大，在设计过程中必要时需要考虑上述现象。

3结语

薄层罩面是路面预防性养护的重要措施之一，其力学性能直接关系到薄层罩面的服务水平及服务寿命。薄层模量与原路面各模量之间关系为：随着薄层的模量的不断增大，原路面基层所需最低模量也最值增大，原路面面层结构所需模量随之不断降低，路面整体模量略有提升。薄层中的最大剪应力其厚度的增大而不断的减小，随着荷载在的增大而不断的增大，随摩擦系数增大而增大，随水平系数的增大而增大。

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