半刚性基层沥青路面温缩裂缝的有限元分析

运用有限单元法计算了半刚性基层沥青路面温缩反射裂缝尖端的应力强度因子，并对影响其大小的各因素进行了敏感性分析，结果表明：基层和面层的模量、温缩系数增大会不同程度的导致裂缝尖端应力强度因子的增大；而增加面层厚度能有效降低温缩裂缝尖端强度因子．研究了行车荷载与温度荷载耦合作用下裂缝尖端应力场的强度特征，在这2种荷载共同作用时的裂缝扩展为复合型扩展．     

沥青路面表面裂缝扩展分析

沥青路面早期裂缝的出现,降低了道路的使用年限.为了研究使用状态下沥青路面表面裂缝的扩展行为,基于断裂力学理论,应用有限元软件ABAQUS,分析了移动荷载下裂缝应力强度因子K11的变化规律,研究了不同裂缝开裂深度和不同的层间摩擦接触状况下的路面响应,并探讨了面层厚度、面层和基层模量等路面结构参数对裂缝扩展的影响.为半刚性基层沥青路面的合理化设计和沥青路面的维修养护提供一定的理论参考.     

半刚性基层沥青路面裂缝分析

半刚性路面裂缝是近年来高级公路常出现的问题，分析裂缝产生的原因，主要是由于面层材料质量及基层收缩产生的反射裂缝，就此提出了减少裂缝的有效措施．     

含表面裂缝的半刚性基层路面的抗剪性能分析

目的 为了研究路面结构的抗剪能力与面层厚度及基层模量之间的关系．方法 基于有限元法计算得到裂尖的位移场，进而计算出应力强度因子，分析了裂尖应力强度因子随基层模量、面层厚度变化的变化规律．结果 当面层厚度在8～18cm之间变化时，裂尖的Ⅱ型裂纹应力强度因子先增大后减小，说明不能单纯的靠增加路面厚度来增强路面的抗剪能力；虽然增加基层模量可以提高路面的整体强度，但同时应力强度因子也变大，从而会降低面层的抗剪能力．结论 当基层模量变大时，应力强度因子也变大，虽然增加基层模量可以提高路面的整体强度，但同时也会影响到路面的抗剪能力，所以在保证路面整体强度的基础上适当柔化基层是必要的．     

基于控制裂缝和车辙的半刚性基层沥青路面力学行为分析

针对目前重载车辆、高性能材料和大厚度结构层的采用,结合半刚性基层沥青路面在使用过程中出现的裂缝和车辙,通过分析不同荷载情况下半刚性基层和沥青面层在改变厚度和模量时的路面结构力学行为,研究路表弯沉、层底拉应力、拉应变和剪应力、剪应变的变化,提出了可以减少路面裂缝和车辙的半刚性基层和沥青面层的厚度和模量范围,改善了路面结构层受力,增强半刚性基层在高等级路面结构中的适应性。分析结果表明:控制裂缝为目的时,沥青面层厚度宜选用17~24cm,半刚性基层厚度宜选用35~50cm;沥青面层模量不宜大于2 500MPa,半刚性基层模量宜在1 400~2 500MPa;控制车辙为目的时,沥青面层厚度宜选择16~25cm,模量宜为1 800~3 000MPa,半刚性基层模量宜为1 600~3 000MPa。     

津文公路沥青路面反射裂缝的原因分析

以有限元法为基础，利用ANSYS软件仿真计算出了津文公路沥青混凝土路面基层在标准轴载和温度场单独和共同作用下的最大拉应力，并与基层容许拉应力进行比较，得出了津文公路沥青路面纵、横向裂缝都是由最大拉应力引起的结论，从而找出了津文公路沥青混凝土路面产生反射裂缝的原因，这无论对理论研究还是对实际工程都有着重要的参考价值。     

含反射裂缝沥青路面粘弹性损伤分析

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；三种变温条件下，对损伤区和断裂区定量分析表明，当气温低于－20℃时，路面劣化加剧。探讨了不同初始裂缝长度对路面劣化的影响，结果表明，初始裂缝长度对路面劣化影响显著；损伤因子和裂缝长度的变化趋势相似，均可以用来评价路面的疲劳寿命。     

沥青路面贫混凝土基层应力计算

为分析贫混凝土基层沥青路面新型路面结构的基层应力情况,通过有限元分析方法计算贫混凝土基层的荷载应力,并利用弹性层状体系理论分析沥青面层厚度对其影响,由此推导出基层荷载应力的计算公式.根据不同自然区划的温度场和最大温度梯度,得出贫混凝土基层沥青路面中的基层温度应力的有限元解,于此提出了基层温度应力的计算公式.上述两公式为贫混凝土基层沥青路面结构中基层厚度设计的重要依据.     

贫混凝土基层沥青路面温度-荷载耦合应力分析

为了分析贫混凝土基层沥青路面在不同路面结构和材料参数下的温度-荷载耦合应力状况,通过三维有限元数值方法,分析了沥青面层厚度和模量、贫混凝土基层厚度和模量及基层缩缝宽度对沥青路面温度-荷载耦合应力的影响.研究表明:沥青面层厚度和基层缩缝宽度对路面温度-荷载耦合应力有显著影响;基层厚度和模量时耦舍应力的影响不显著.适当增加沥青面层厚度对预防反射裂缝十分有效;改变贫混凝土基层的厚度和模量对预防反射裂缝作用不大;适当宽度的基层缩缝对延缓反射裂缝效果显著.     

动荷载下含反射裂缝沥青路面结构黏弹性分析

为了获得含反射裂缝沥青路面结构的工作性状，基于黏弹性动力学、断裂力学理论和平面应变有限单元法，采用ABAQUS软件，分析了车辆行驶速度、路面结构层的温度和阻尼比对单周期半波正弦荷载作用下含反射裂缝沥青路面结构的动应力强度因子分布规律的影响.结果表明，最大动应力强度因子随行驶速度的增加而减小，当行驶速度由40 km/h增加至120 km/h时，最大动应力强度因子减小了21.6%；不同温度下的最大动应力强度因子出现的时间基本相同，且最大动应力强度因子随温度的升高而减小；路面结构的动应力强度因子曲线随阻尼比的增加而逐渐后移，且最大动应力强度因子值逐渐减小，同时最大动应力强度因子出现的时间向后延迟.     

波动荷载下的柔性基层沥青路面受力分析

针对现行规范采用静载带来的不足,建立3D模型施加动载并进行瞬态分析,得到沥青路面在动载下的等效应力时程曲线,揭示出:动载对路面结构的影响较静载复杂;等效应力总是在荷载到达该点位时才达到峰值,荷载离开后,迅速降低趋于零;路表受荷载影响最显著,从路表向下越深,影响越小,但影响规律不变.     

具有柔性基层的半刚性沥青路面的理论计算

针对我国高等级公路半刚性沥青路面采用柔性基层 (级配碎石 )防止反射裂缝的作法 ,考虑柔性基层非线性(弹塑性 )特性的基础上 ,采用弹塑性有限元法分析了吉林通化试验路三种路面结构面层底面及半刚性基层底面弯拉应力的变化规律 ,在此基础上对通化试验路具有碎石基层的半刚性沥青路面结构设计提出了一些合理的建议 ,并对通化试验路两种具有碎石基层半刚性沥青路面结构的沥青面层的抗疲劳寿命进行了预估     

旧沥青路面裂缝对沥青加铺层的受力影响分析

旧沥青路面裂缝给加铺层的修筑带来很多困难。为此,以裂缝为研究对象,针对当旧路面存在不同层位深度的裂缝时,采用有限元方法对比分析三种沥青加铺层结构组合的受力状况。结果表明当旧路面存在裂缝时,与旧路面直接接触的加铺结构层受力出现从受压到局部受拉的转变;在裂缝贯穿旧沥青路面面层及半刚性基层的情况下,加铺层结构受力大大超出其正常受力范围,可采用LSPM层作为消除与减缓反射裂缝的过渡层。     

BGS货运站水泥混凝土路面裂缝原因及处理措施

针对货运站水泥混凝土路面出现不同程度的裂缝,组织技术人员分析原因,主要是由于冷缩拉伸变形、不均匀沉降和施工缝切缝不及时等原因造成.对于不同裂缝采用扩缝灌浆法、集料嵌锁法对混凝土路面进行修复,经过修整,混凝土路面表观质量及内部结构质量稳定,达到了质量验收标准.为防止后续施工出现类似裂缝问题,采取及时切割分隔缝、及时覆盖、加强基底压实度检查等措施.在后续施工的混凝土路面质量稳定,没有出现裂缝等质量问题.水泥混凝土路面裂缝原因的分析及处理措施科学有效,为今后水泥混凝土路面施工的裂缝预防及采取补救措施提供参考.     

基层厚度对沥青加铺层反射裂缝的影响分析

采用三维有限元静力分析方法．计算分析了具有接缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层在行车荷载作用下应力随基层模量的变化情况．从理论上深入研究了不同基层厚度对沥青加铺层反射裂缝的影响．提出了在加铺层厚度一定的情况下，基层最佳厚度的取值．     

基层厚度对沥青加铺层反射裂缝的影响分析

采用三维有限元静力分析方法,计算分析了具有接缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层在行车荷载作用下应力随基层模量的变化情况,从理论上深入研究了不同基层厚度对沥青加铺层反射裂缝的影响,提出了在加铺层厚度一定的情况下,基层最佳厚度的取值.     

沥青稳定碎石应力依赖模型的柔性路面结构分析

为建立沥青稳定碎石的非线性应力依赖本构模型,并将该模型应用于路面结构力学分析,提高路面结构分析的准确性.采用动三轴试验模拟不同应力状态,测试沥青稳定碎石的回弹模量,建立材料的非线性应力依赖本构模型;采用Abaqus有限元软件中的UMAT子程序编程并定义沥青稳定碎石的本构模型,进行基于沥青稳定碎石非线性应力依赖本构模型的路面结构数值模拟.结果表明:沥青稳定碎石的回弹模量有着较强的应力依赖特性,在研究所涵盖的应力状态下,其模量最大值为最小值的175%.通过有限元路面结构分析可知,与非线性分析相比,传统的弹性分析低估了沥青稳定碎石基层底部拉应变约10%,低估级配碎石顶部最大压应力约5%.沥青稳定碎石的非线性应力依赖特性显著影响路面分析结果,应在路面结构设计时考虑该特性.     

Superpave级配与AC级配路用性能对比研究

结合“六盘山地区公路修筑技术研究”课题研究工作,通过室内试验、铺筑试验路,针对上面层采用A C-16和Superpave-16两种级配设计方法所设计的沥青混合料进行了水稳定性、抗车辙性能、低温性能三方面的路用性能的对比研究;同时,按照Superpave-16级配,分别采用标准马歇尔、大型马歇尔、旋转压实三种成型方法对所设计的沥青混合料进行了水稳定性、抗车辙性能和低温性能三方面路用性能的对比研究,提出六盘山地区推荐沥青混合料级配类型、设计和成型方法.     

骨架密实型水泥稳定碎石基层抗裂性分析和应用

骨架密实级配水泥稳定碎石与常规级配相比,具有较高的密度,较小的含水量,嵌挤形成的强度大,并具有较好抗裂性能和力学性能,能预防沥青面层的缩裂,提高了路面的承载力和耐久性。因此骨架密实型水泥稳定碎石具有较好的发展前景。     

沥青混凝土路面温缩裂缝的研究

结合沈大高速公路沥青混凝土路面破损状况的实测资料,对高等级沥青混凝土路面温度收缩裂缝形成的力学机制和影响因素进行了研究.通过现场对沥青混凝土路面温缩裂缝发育规律的观测及沥青混合料室内试验的研究表明:低温变化速率对沥青混凝土路面内部产生温度应力的大小和性质起决定性作用.沥青的性质和矿料的性质及组成是决定沥青混凝土路面温缩裂缝发育状况的两个控制性因素;而环境因素如气温、路面结构、交通量及路龄则决定温缩裂缝的发育程度.