橡胶应力吸收层对半刚性基层沥青路面力学特性的影响分析

运用有限元分析软件ANSYS(V12.1)建立半刚性基层沥青路面结构模型,对比了半刚性基层沥青路面在静荷载以及静荷载和水平荷载耦合作用下,设置高弹性橡胶沥青应力吸收层前后的路面结构力学响应,通过分析发现:路表竖向位移对水平荷载不敏感,高弹性橡胶沥青应力吸收层对路面整体刚度的影响随着水平荷载系数的提高而有所提高;沥青层底弯拉应力对水平荷载不敏感,高弹性橡胶沥青应力吸收层对路面整体强度的影响维持在23%的水平;沥青层最大剪应力随着水平荷载提高而显著增大,高弹性橡胶应力吸收层对路面整体抗剪强度的影响同样随水平荷载提高而提高,当水平荷载系数为0.5时,整体抗剪强度提高率为32%。     

基于Mpave的高性能混凝土沥青路面沥青层剪应力分析

为探究刚柔复合式路面结构中沥青层剪应力的变化规律,同时对影响沥青层剪应力的因素的重要性进行排序,基于九因素六水平正交设计出64组高性能混凝土沥青路面结构方案,采用Mpave软件进行力学计算,分别从整体力学云图、路径分布图开展分析,并用SPSS软件开展极差分析、显著性分析、敏感性分析及多元线性回归分析,研究了各结构层厚度...     

中小跨径钢桥面沥青柔性铺装层剪应力分析

借助有限元分析软件,分析了不同工况下钢桥面沥青柔性铺装层内的最大剪应力值以及剪应力沿铺装层深度方向的变化规律。通过计算分析发现,沥青铺装层内的最大剪应力为普通路面的1.3~2.45倍;铺装层内的最大剪应力发生位置与荷载所处位置有关,如果该处桥面板受到加劲肋大强度支撑以及变形挠度较小时,其最大剪应力出现在铺装上层,反之则相反。     

沥青面层层间剪应力的影响因素分析

通过运用BISAR程序对影响路面面层的层间剪应力的因素进行分析,重点对比分析了荷载和面层厚度因素在不同层间接触条件下对层间剪应力的影响,分析结果表明：层间剪应力随着荷载的增大而逐渐增大,随着面层厚度的增加而逐渐减小。     

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。     

水平荷载作用下的路面结构应力

从一种新的角度重新研究路面结构层受水平荷载作用时的剪应力这一路面专业的经典课题。采用四边形截面轴对称环状单元的有限元方法 ,给出了单元刚度矩阵公式、单元划分及结点编号方法。结合路面结构实例计算了受水平荷载作用时剪应力沿深度的分布。通过分析计算结果 ,提出水平荷载大小、结构层特性及不同荷载图式等因素对路面结构层中应力产生的作用规律。总结了提高路面抗剪能力应采取的措施。这些结论可以作为设计施工的指导原则     

刚性基层复合式路面层间剪应力分析

以连续配筋混凝土路面加铺沥青层结构为研究对象,利用软件ANSYS建立其三维有限元模型,分析了加铺层厚度、加铺层模量及荷载作用位置对层间应力的影响,得到可靠结论。     

考虑层间状态的沥青路面温度与荷载耦合行为分析

沥青路面是典型的层状体系,层间黏结状态的好差直接影响到路面的使用性能.采用三维非线性有限元软件ABAQUS,同时考虑沥青混合料的劲度模量随温度变化的特性,数值模拟计算了沥青路面在不同温度场状况下分别与水平及竖向荷载耦合作用的关键力学响应,分析各响应指标随层间接触状态变化的特性.研究结果表明由于接触模型作用机理的不同,其关键力学指标响应要比连续模型下的大;除路表竖向变形大小几乎与层间接触状态无关外,其他指标在低温状况下,层间接触条件变化对其影响较小,而在高温状况下,特别当层间接触摩擦系数μ＜0.6时影响很大,尤其对基层、底基层的最大拉应力及面层的最大剪应力影响显著.研究成果为科学解释沥青路面在不同环境温度与车辆荷载综合作用下的破损特征与行为机理提供了有力依据,为改善层问黏结条件有利于提高路面整体性能提供了理论支撑.     

隧道铺装结构及铺装材料的抗剪评价指标分析

为对隧道铺装结构抗剪性能及铺装材料抗剪强度评价指标进行分析,采用BISAR3.0计算软件分析了铺装层厚度、模量及面-基层间结合状态对剪应力的影响。结果表明:适当增加铺装层厚度可有效降低铺装层内部及层间的剪应力,而铺装层模量对剪应力的影响较小;面-基层间状态减弱会导致铺装层内部及层间剪应力增大,且最不利情况向抗剪性能薄弱的面-基层间移动;铺装层内部的最大剪应力及层间剪应力可作为隧道铺装材料抗剪强度的评价指标,能有效控制沥青路面的推挤壅包和剪切破坏等现象。     

“白加黑”路面沥青层底荷载应力分析

依托"国道G321线佛山段养护管理示范路"路面大修工程,根据实际路面结构采用Ansys有限元软件建立模型,研究加铺层厚度、加铺层模量和底基层模量等参数的变化对"白加黑"路面切缝处沥青加铺层底荷载应力的影响。分析结果表明,沥青层模量增大对加铺层应力产生不利影响,在一定程度上增加铺层厚度和增大底基层模量可以有效改善沥青加铺层的受力状况。     

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。     

城市道路沥青路面平整度的影响因素及对策

基于多年的城市道路沥青混凝土路面施工实践,分析了影响沥青路面平整度的因素,指出控制好下承层的压实度和平整度,合理安排碾压工序,保证窨井的施工质量,严格控制混合料的配合比,可以达到提高沥青混凝土路面平整度的目的。     

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。     

过渡层对青藏公路沥青路面荷载应力影响分析

针对青藏公路目前超载车辆增多,使用条件恶化的现状,从荷载应力对路面结构影响的角度出发,通过力学计算的方法,对比分析了过渡层对路面结构荷载应力的影响,推荐多年冻土地区典型沥青路面结构组合。     

沥青路面裂缝的产生原因及其防治

分析了沥青路面下承层和面层本身产生开裂现象的原因,根据裂缝的类型,介绍了沥青路面裂缝的预防措施,从而延长沥青路面的使用寿命,确保沥青路面的正常运行。     

沥青路面早期损坏的原因及预防措施

车辆荷载过重,频率过高,路面施工质量缺陷及运营期水害是沥青路面早期损坏的几个重要原因。针对原因,从控制路基、路面施工质量,治理超载超限车辆,防治水害等方面提出了防治措施。     

沥青路面多尺度结构的荷载响应分析

为了从材料细观结构角度研究沥青路面结构的荷载响应,采用离散元方法,建立了柔性基层沥青路面典型结构模型,并进行了竖向荷载作用下沥青混凝土层应力和应变的计算,通过与经典路面响应程序计算结果的比较,验证了路面结构离散元模型和离散元计算方法的正确性.以验证过的路面结构模型为基础,采用较小的细观尺度描述了沥青混凝土结构层底部位置处粗集料、沥青砂浆和空隙的分布和体积大小,从而建立了路面结构的多尺度模型,并计算了荷载作用下多尺度模型的响应.结果表明,荷载引起的路面结构应力和应变在沥青混凝土内呈现显著的不均匀分布特征;粗集料与砂浆接触处的应力明显高于沥青砂浆内部的应力,两者的比值随着沥青砂浆模量的降低而增大;考虑材料细观结构后,粗集料与砂浆接触处的荷载响应明显高于宏观路面结构响应,而沥青砂浆内部的荷载应力小于不考虑细观结构时的宏观路面结构应力.     

水泥混凝土路面加铺沥青面层结构接缝应力研究

为了解不同措施延缓水泥混凝土路面加铺沥青层结构反射裂缝的效果,建立了考虑接缝传荷能力的水泥混凝土路面加铺沥青面层结构三维有限元分析模型,以沥青加铺层的应力表征开裂。研究发现,不同防反技术延缓加铺层荷载型反射裂缝起裂效果大小依次为级配碎石、防裂贴+应力吸收层、大粒径沥青碎石、应力吸收层和玻纤格栅、土工布和防裂贴;温度型和复合型反射裂缝起裂效果大小依次为防裂贴+应力吸收层、应力吸收层和玻纤格栅、级配碎石、沥青碎石、土工布和防裂贴。     

沥青路面永久变形预估研究

为了精确预估沥青路面的永久变形,以十天高速公路陕西汉中段为试验路段,通过实地观测统计获得了全年路面温度区间分布频率和全年不同温度区间的轴载等级分布频率,采用有限元建模并计算路面结构的偏应力,计算表明,偏应力随深度的增加呈先增大后减小趋势,且路面的中面层偏应力最大.通过不同温度及偏应力的三轴重复荷载试验,建立了SMA-13,AC-20,ATB-30沥青路面重复荷载永久变形黏弹性力学模型,其拟合相关系数大于0.980 0.综合考虑路面温度、路面厚度、荷载作用次数、荷载大小、路面结构中各点偏应力及沥青混合料蠕变柔量等因素,提出了沥青路面永久变形预估方法,试验表明,该预估方法可模拟沥青路面结构实际受力状态,准确预估其容许永久变形寿命.经计算,十天高速公路陕西汉中段的容许永久变形寿命为13a.