刚性路面指的是刚度较大、抗弯拉强度较高的水泥混凝土路面。刚性路面(水泥混凝土路面)道路结构的组成包括路基、垫层、基层、面层。路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀 的支撑,即路基在环境和荷载作用下不产生不均匀变形。高液限黏土、高液限粉土及含有机质细粒土,不能用做城市道路路床填料。因条件限制而必须使用上述土做填料时,应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。路基压实度应符合质量验收标准的要求。垫层,在温度和湿度状况不良的城市道路上,应设置垫层,以改善路面结构使用性能。⒈基层下设置垫层的条件:水文地质条件不良土质路 堑,路床土湿度较大时,宜设置排水垫层;路基可能产生不均匀沉降时或者不均匀变形时,宜加设半刚性垫层。⒉垫层的宽度与路基宽度相同,其最小厚度为150mm。⒊防冻垫层和排水垫层宜采用刹,材料砂砾等颗粒材料。半刚性垫层宜采用低剂量水泥,石灰或粉煤灰等无机结合料稳定粒料或土。基层应具有抗冲刷能力和较大刚度,抗变形能力强,坚实,平整,整体性好。基层具有防止或减轻唧泥、板底脱空和错台等损害。面层应具有足够强度、耐久性(抗冻性)、表面耐滑。耐磨,平整。 弯沉影响因素
在道路工程中, 弯沉(deflection)是指路面结构在荷载作用下的沉降位移。因此它是路面各结构层强度和刚度的综合体现。所以人们常常通过测量弯沉来了解道路的性能, 如路基的回弹模量、路面的弹性模量以及路面脱空的判断等。从本质上而言, 这些都属于反问题,因此又发展了图表法和回归公式法、迭代法、数据库搜索法、遗传算法和人工神经网络法等, 但是都不可避免地面临解的收敛性反算结果的合理性等问题,为此进行了很好的综述。常用的道路弯沉测量方法主要有:贝克曼梁法和落锤弯沉仪(FWD).贝克曼梁法是一种道路弯沉的静态自动测量方法,由于简便易于实施,得到广泛的应用。落锤弯沉仪主要用于测试动态弯沉峰值和弯沉盆数据。在弯沉计算分析中, 常常 将路面结构看成由路面层、基层、土基等组成的无限宽薄板(面层、基层)和半无限空间体(土基)进行分析。其中, 对于沥青等半刚性道路,可细分为更多的结构层;而对于水泥混凝土类的刚性路面, 则将它简化为面层和土基层, 其基层的影响通过一个基层模量修正系数来修正从已有的分析来看, 路面脱空时弯沉与脱空量(脱空孔径、深度等)的定量关系尚未见报道,仅能根据有限的经验,利用弯沉来判断路面是否脱空。因此本文将从简单的双层弹性体模型出发,以贝克曼梁法为加载形式, 利用有限元方法,在对照理论解的基础上,分析弯沉与脱空量的关系,在理论上探讨利用道路弯沉识别脱空的可行性和方法. 1 无脱空路面的弯沉分析
为了研究弯沉与脱空量的关系,本文采用有限元分析法。但是在进行有限元模拟时结构尺寸是有限的, 因此需要选择合理的计算尺寸保证结果的有效性,避免过大的计算量。先通过对无脱空的弯沉进行数值模拟,并与解析解进行对比, 确定合理的计算尺寸.