半刚性基层沥青路面疲劳寿命预估

为分析半刚性基层沥青路面疲劳寿命的影响因素,拟定典型路面结构,选取沥青层底拉应变、半刚性基层层底拉应力和土基顶面压应变三个力学指标,利用有限元软件进行沥青路面疲劳寿命预估,得出荷载大小与疲劳寿命的关系以及相同荷载条件下与不同力学指标疲劳寿命之间的大小关系,对如何减少疲劳损坏及沥青路面结构设计提供参考依据。     

基于横观各向同性倒装式沥青路面结构分析

基于所建的横观各向同性层状弹性体系解,分析了碎石材料横观各向同性特性对倒装式沥青路面结构的影响,分析结果表明,随着碎石材料水平模量的减小,路表弯沉和沥青层底拉应变是增加的,而半刚性基层底部拉应力和路基顶部压应变却是减小的。沥青面层的厚薄较为严重地影响路表面弯沉、沥青层底拉应变和路基表面压应变,碎石材料的横观各向同性特性对于稍厚一点的沥青面层的路面结构影响不是很大。     

重载交通沥青路面数值计算分析

采用三维有限元方法,选取柔性基层、半刚性基层和混合式基层三种不同的基层形式,对不同超载比例、沥青层厚度和模量下沥青路面的力学响应进行了有限元模拟,选取沥青层底拉应变和基顶压应变为控制指标,得出三种不同基层形式沥青路面结构达到长寿命所需的沥青层厚度.分析了中面层厚度改变对混合式沥青路面结构的影响,为长寿命沥青路面的沥青层结构组合设计和研究提供理论参考.     

不同拉压模量对沥青路面力学计算的影响分析

沥青的混合料以及水泥混凝土实际上在拉应力和压拉应力大小相同的情况下拉应变与压应变不相同,拉、压模量存在一定的差异,需要从拉、压模量差异对路面力学计算的影响作分析.文章提出通过用有限元软件计算各面层拉、压模量变化,拉、压模量比对沥青路面结构层底拉应变、面层内部剪应力、基层层底拉应力和土基顶压应变等进行分析的方法.结论:采用不同拉、压模量对于沥青路面力学计算有一定的影响,解决了沥青路面力学计算设计参数不合理的问题.     

半刚性基层长寿命路面合理厚度研究

近年来,随着公路上的交通量以及汽车荷载的不断增加,有些公路通常达不到甚至远低于设计寿命就出现了损坏,需要进行大规模的养护维修或重建。因此借鉴国外长寿命沥青路面设计理念,结合我国的实际情况,开展长寿命路面合理结构研究具有重要的理论意义及使用价值。本文应用计算软件BISA3．0就半刚性基层沥青路面的结构层厚度对长寿命路面关键设计指标,即沥青层底弯拉应变、基顸压应变与面层剪切力的影响进行了细致的计算与分析。     

沥青面层厚度对路面结构力学指标影响分析

通过拟定不同的半刚性沥青路面结构组合,利用Bisar3.0软件进行路面结构力学计算,着重分析了路面沥青层厚度的变化对基层层底拉应力、基顶压应变以及面层剪应力的影响规律,为相关路面结构力学指标的研究提供指导。     

基层模量对重载交通沥青路面受力特性的影响分析

基层模量的取值将直接影响到路面结构的受力特性,它是是路面设计的重要力学参数之一。本文系统分析基层模量变化对重载交通沥青路面路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力的影响,并阐述了其影响规律。结果表明．基层模量对重载交通沥青路面的受力与变形特性具有显著的影响,提高基层模量值将显著减小路表弯沉值底基层层底拉应力,而基层本身的层底拉应力值将增大,需要在路面设计中充分重视。     

离析对就地热再生沥青路面的长期性能影响

为分析离析状态下路面结构力学响应,结合江西南昌-九江就地热再生工程,利用美国AI法计算沥青路面上面层不同离析状态下的模量,建立ANSYS分析模型计算得到路面结构层底拉应变规律,并通过室内疲劳试验验证离析对混合料长期性能的影响。力学分析表明:再生层离析会增大上面层层底压应变,且夏季影响最为明显,对其他层位层底拉应变影响较小;疲劳试验结果表明:离析会大幅度降低再生混合料疲劳性能,与均匀混合料相比,轻度离析混合料疲劳性能下降45%。     

长寿命沥青路面结构设计研究

根据国外长寿命沥青路面设计理念,并参照国内外相关研究成果,对其结构进行了初步研究,并得出如下结论:长寿命沥青路面结构设计应采用沥青层底面弯拉应变和路基顶面压应变控制路面结构寿命,采用抗剪指标控制面层初期破损;路面结构组合设计时应根据路面受力特性对各结构层分层设计;针对沥青路面结构不同区域的应力状态和功能区别选择相应材料,才能更好地满足路面使用性能要求。     

重载交通对沥青路面使用寿命的影响分析

采用弹性层状体系理论,按现行公路沥青路面设计规范方法和Shell计算程序分别计算路面结构的路表弯沉、层底拉应力,并计算路面结构使用寿命,分析路面结构在极限荷载作用下的力学响应以及极限荷载对疲劳寿命的影响。     

土工格栅加筋对沥青路面影响的数值分析

应用复合材料力学原理和层状弹性体系理论对土工格栅沥青路面进行了力学分析。通过对计算结果中的应力、应变和位移分析,揭示了土工格栅的增强机理和防裂作用,同时还计算出加筋可以减薄路面厚度,而且 C-AC 层模量越大对加筋效果的影响越明显,但是同时也增大了基层底部的弯拉应力,可为路面设计提供参考。     

超重载对改建沥青路面结构影响的有限元分析

以有限元软件ANSYS为计算工具,应用弹性和弹塑性理论,对重载沥青路面结构进行数值分析,研究了路面结构在双轮车辆荷载作用下的力学响应,提出了路面设计指标增加沥青层层底拉应变和路基顶面压应变控制指标。     

城市加铺沥青路面常见病害及处治措施探讨

通过现场病害调查统计,结合相关力学理论和施工经验对城市道路加铺沥青路面几种普遍性以及危害性大的病害原因进行了研究与分析,并结合国内加铺层处理经验以及理论分析,进一步探讨了加铺层病害的处治措施,对提高沥青路面使用寿命有着重要意义。     

动荷载下饱水沥青路面黏弹性分析

为深入剖析沥青路面动水损坏机理,基于多孔介质理论,建立饱水沥青路面有限元模型,比较分析面层为弹性和黏弹性,以及面层饱水和表面层饱水的动力响应,并分析孔隙水压力峰值的发展规律和周期荷载对孔隙水压力的影响。结果表明,黏弹性面层的竖向变形和负孔隙水压力较大,正孔隙水压力较小,面层底部未出现水平拉应力;孔隙水压力峰值的大小及出现的位置发生改变,正、负孔隙水压力峰值出现的最终位置分别在底基层内和下面层内;与路面完全饱水相比,面层饱水和表面层饱水的竖向变形较大,面层饱水的面层层底的负孔隙水压力较大,而表面层饱水的表面层底负孔隙水压力较小;周期荷载的作用使孔隙水压力出现明显的周期性正、负交替,面层间的负孔隙水压力峰值变化率较基面层间的大。据此分析得出,面层特性对饱水沥青路面的动力响应有较大影响,面层饱水对基面层的损害严重,沥青路面的水损坏主要发生在面层的中下部。     

钢桥面沥青混合料铺装应变动态响应实测研究

掌握钢桥面沥青混合料铺装层在车载作用下的真实力学特性对桥面铺装体系设计有重要意义,而现阶段现场桥面铺装层的力学实测数据仍偏少,尤其缺乏对铺装层不同温度下服役时力学特性的长期监测。为此,该研究对钢桥面双层SMA混合料铺装进行现场实桥加载试验,实测铺装层在低温、中温、高温3种服役温度下的应变响应数据。试验结果表明,钢桥梯形肋正上方铺装层混合料在中低温服役状态下主要承受压应变的作用,而在高温服役时则主要承受拉应变的作用;动载作用过程中铺装层底纵向应变会出现拉压应变交替作用的现象,而横向应变只体现为拉应变或压应变的形式;加载车行驶速度对混合料的应变极值均有明显的影响,加载车低速行驶时混合料层底横向及纵向变形最为显著。同时,研究利用加载试验中铺装层应变响应时程曲线,计算不同加载状态下混合料对应的加载频率数值,计算结果可为钢桥面铺装混合料室内试验中加载频率参数的确定提供参考。     

旧水泥路面碎石化加铺半柔性路面结构力学特性分析

本文采用ABAQUS有限元分析法建立了半柔性路面计算模型,模拟计算了水泥混凝土路面加铺半柔性路面应力,分析了不同因素对单层和双层加铺结构力学特性的影响。结果表明,对于旧板破碎化后加铺半柔性路面结构的应力,主要影响因素有半柔性层的模量和厚度以及碎石化旧板的模量,对于双层结构还包括了沥青混凝土层的厚度,增大沥青混凝土层厚度可以降低加铺层层底应力,其他因素则影响相对较小。此外,旧水泥路面碎石化加铺单层半柔性路面结构层厚度宜达到10cm以上,同时采用打裂压稳技术并保留旧板有足够的承载力,以降低半柔性层层底拉应力。     

基于光纤光栅传感技术的沥青路面行车工况下力学响应研究

为揭示半刚性基层沥青路面内部真实力学响应规律,为耐久性路面设计提供参考。通过现场埋设光纤光栅传感器,基于真实荷载工况开展了不同车速与轴载作用下沥青路面应变测试试验。测试结果表明：沥青面层轮载中心拉应变最大,为该层最不利荷载点位|静载应变历时曲线黏弹性明显,且很好地符合Bugers模型,拟合判定系数为0.98|动载应变曲线呈现明显的压-拉-压波形。水稳碎石基层轮隙中心拉应变最大,为该层最不利荷载点位|静载应变历时曲线符合弹性性质,动载应变曲线主要表现为拉峰波形。构建了路面结构层层底应变随轴载和车速变化的理论函数模型,并得到了纵向动应变压峰与拉峰的峰值比值随车速变化的规律。其研究成果可供耐久性沥青路面设计及室内疲劳试验参考。     

桥面沥青铺装设计新方法

提出一种不同于传统经验设计法的桥面沥青铺装理论设计方法。利用有限元方法计算分析桥面沥青铺装受力特性,发现“肋间距”与桥面板厚度是影响沥青铺装受力的关键因素,基于此结论,新设计方法采用两跨连续叠层梁作为铺装受力计算的基本模型。基于桥面沥青铺装疲劳开裂以纵桥向裂缝为主的工程实际,以及桥面沥青铺装的有限元计算结果,确定铺装顶面最大横向弯拉应变为控制指标,分别以铺装表面弯拉应变相等以及铺装底面弯拉应变相等的条件,利用弹性层状体系计算程序“BISAR”,计算得到铺装结构的“当量土基模量”,从而将桥面沥青铺装设计与一般沥青路面设计相联系,形成较为系统的桥面沥青铺装力学设计系统。采用桥面沥青铺装力学设计方法的算例表明,钢桥面的“当量土基模量”较大,计算精度较高,水泥混凝土桥面的“当量土基模量”非常小,对计算过程的数据精度有更高的要求。     

级配碎石层在2种典型路面结构中的计算分析

以长沙市武广片区道路试验段为依托工程,通过理论分析和3D有限元数值分析、工程应用与后期跟踪检测相结合等技术手段,对级配碎石层应用于2种典型道路路面结构(柔性结构和倒装结构)的性能差异进行了研究。利用大型有限元分析软件ABAQUS建立路面结构的3D模型,充分考虑了级配碎石层的弹塑性,对柔性结构、倒装结构在单次平面均布矩形荷载作用下的力学响应进行了分析;通过变化级配碎石层的回弹模量和厚度,对2种路面结构的力学指标峰值进行了敏感性分析。试验段检测结果表明,采用3D有限元模型分析路面结构能较真实地反映路面结构的实际力学响应。