温度影响下的橡胶沥青应力吸收层的应力分析

高温开裂已经成为沥青路面的主要危害之一。橡胶沥青是良好的沥青改性剂,其具有吸收应力,改善沥青高温性能、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝等优点。利用ABAQUS有限元软件,选取15℃、20℃和60℃下沥青路面的热特性参数,分析在不同温度下橡胶沥青应力吸收层对半刚性基层路面结构和柔性基层路面结构的应力应变规律,推荐合理的沥青路面结构层设计参数,为工程实践提供理论依据。     

基于应力吸收层的水泥混凝土沥青加铺路面力学特性分析

为了研究设置应力吸收层后旧水泥混凝土沥青加铺路面结构的力学响应,采用有限元分析方法,建立水泥混凝土加铺路面接缝在最不利温度时的温度-荷载耦合模型,对不同沥青加铺层厚度、模量和不同应力吸收层厚度、模量工况下的温度应力与温度-荷载耦合应力进行研究.根据计算结果,提出了沥青加铺层、应力吸收层的合理厚度范围,并对加铺层与吸收层的模量加以控制.     

基于应力吸收层的沥青混凝土加铺层结构应力分析

本文通过三维有限元数值模拟方法,对基于应力吸收层的旧沥青混凝土冷再生加铺层结构进行力学分析.研究表明:适当增加加铺层的厚度对防止反射裂缝的产生十分有效;不能用提高加铺层模量的方法来防止反射裂缝;合理的增加冷再生基层的厚度和减小冷再生基层的模量,对防治反射裂缝非常有效;适当提高应力吸收层的厚度对预防反射裂缝效果明显;应力吸收层的模量的提高对预防反射裂缝效果不明显.     

橡胶沥青应力吸收层设计方法探讨

为了完善橡胶沥青应力吸收层设计方法,在分析应力吸收层功能的基础上,针对水泥混凝土路面上加铺沥青层容易出现层间粘结不牢和层间滑移等问题,提出基于层间抗剪强度的应力吸收层材料组成设计方法.研究了沥青种类、沥青洒布量及碎石撒布量对层间抗剪强度的影响,探讨了橡胶沥青应力吸收层设计方法.研究结果表明:层间抗剪强度随碎石撒布量和沥青洒布量的增加均呈先增大后减小的趋势,在碎石撒布量为14 kg/m2,沥青洒布量为2.2 kg/m2时达到最大抗剪强度.推荐橡胶沥青应力吸收层的最佳橡胶沥青洒布量为2.2～2.4 kg/m2,最佳碎石用量为13.5～14.5 kg/m2.     

应力吸收层沥青混合料的力学性能评价

为评价应力吸收层沥青混合料的力学性能,在室内试验测定沥青材料技术性能的基础上,基于马歇尔设计法,针对齐鲁70#沥青、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青设计了三种砂粒式应力吸收层沥青混合料。通过基本性能试验系统测定应力吸收层沥青混合料的动态模量,并建立动态模量和相位角的主曲线,主要探索了以齐鲁70#、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青作为胶结料的应力吸收层沥青混合料的力学特性。结果表明,稳定型橡胶改性沥青和应力吸收沥青作为胶结料用于应力吸收层均有良好的力学性能。     

沥青加铺层构建应力吸收层的特性分析

国内外旧水泥混凝土路面改造工程较多采用沥青加铺层,但如何控制反射裂缝产生的时间和扩展的速度至今仍是一个路面工程难题.分析沥青加铺层防止反射裂缝的措施的目的是控制开裂,而不是消除开裂,讨论构建应力吸收层对于沥青加铺层的使用性能和使用寿命起着决定性作用. 更多还原     

应力吸收层沥青混合料配合比研究

加铺沥青面层是旧路改造的主要形式之一,但是在温度应力和荷载应力周期性重复作用下,沥青加铺层的相应位置就容易产生反射裂缝,因而会降低路面的平整度和使用性能。从材料试验的角度把Superpave理论中的体积设计法与马歇尔设计法相结合,进行应力吸收层材料配合比设计的研究,通过对沥青混合料路用性能的检验,体现出应力吸收层在延缓或抑制旧水泥混凝土路面的反射裂缝方面具有一定的优越性.     

应力吸收层沥青混合料的低温抗裂性能

通过对自主研发的Sampave等3种改性沥青结合料和不同级配的应力吸收层沥青混合料进行低温弯曲和低温蠕变试验,分析沥青结合料和矿料级配对应力吸收层沥青混合料低温抗裂性能的影响.结果表明:自主研发的Sampave特种改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能,但单一改性剂SBR改性沥青并不能达到应力吸收层沥青结合料的性能要求;矿料4.75 mm、0.075 mm筛孔通过率对其低温抗裂性能影响较敏感.     

应力吸收层沥青混合料贯入试验研究

针对应力吸收层沥青混合料抗剪性能评价方法的不足,在相关研究的基础上提出了评价应力吸收层沥青混合料高温性能的贯入试验方法。分析了试验温度、加载速率、沥青结合料类型、矿料级配等对试验结果的影响,提出了适宜的试验条件和评价指标。结果表明:试验条件采用60℃温度,2mm/min的加载速率较为合理,而破坏模量可表征应力吸收层沥青混合料的抗剪强度和变形综合性能,破坏荷载可反映抗剪强度。研究成果为应力吸收层沥青混合料的质量控制及实际推广应用提供了试验依据。     

层布式钢纤维混凝土路面的有限元分析

以弹性半空间地基板理论为基础，建立了层布式钢纤维混凝土路面结构的有限元计算模型。分别分析了层布式钢纤维混凝土路面在标准轴载作用下的荷栽应力和处于公路自然区划Ⅲ的最大温度梯度下的温度应力。总结出不同横向缩缝间距、不同板厚及不同的交通等级对荷载应力和温度应力的影响，分析结果可供层布式钢纤维混凝土路面设计参考。     

水泥混凝土路面应力吸收层功效分析

由于旧水泥混凝土路面接缝点存在应力集中,旧水泥混凝土路面上的加铺层极易产生反射裂缝;而设置了应力吸收层的水泥混凝土路面加铺层却得到良好的改善,为了验证水泥混凝土路面中应力吸收层的功效并探究功效大小,利用有限元原理,对设置应力吸收层和未设置应力吸收层的加铺层路面结构进行分析;通过建模分析,结论数据表明,设置应力吸收层后,水泥混凝土路面接缝点的加铺层结构受到的应力得到很大程度的缓解,从而有效控制反射裂缝的发生和延伸恶化,延长了公路的使用寿命.     

高弹性橡胶玛蹄脂应力吸收带的抗反射裂缝疲劳性能研究

采用大比例尺反射裂缝疲劳试验,对比分析了高弹性橡胶玛蹄脂应力吸收带、聚酯玻纤布、SAMPAVE应力吸收层3种反射裂缝防治措施的温度疲劳、荷载疲劳性能,并根据实体工程进行了验证。结果表明,采用橡胶玛蹄脂应力吸收带局部处治旧混凝土路面的加铺结构的荷载疲劳性能最优,温度疲劳性能与设置SAMPAVE应力吸收层的加铺结构相当。同时,采用橡胶玛蹄脂应力吸收带的经济性最优。     

高粘性沥青应力吸收层防治反射裂缝研究

为提高半刚性基层沥青路面的防反射裂缝能力,采用高粘性沥青、改进的Superpave方法设计了富沥青、砂粒式的应力吸收层沥青混合料.试验研究表明,高粘性沥青应力吸收层混合料具有极好的低温变形、抗疲劳及弹性恢复能力,并具有较高的抗拉伸能力,能有效延缓沥青路面反射裂缝的发生,采用此材料铺筑的试验路和观测结果验证了室内试验的结论.     

应力吸收层结合料流变特性研究

应力吸收层的抗裂抗渗功能对其改性沥青结合料提出了更高的要求,但长期以来,国内外对应力吸收层结合料的研究相对较少,尤其是对其流变特性的研究,而改性沥青在不同温度下的流变性能与其实际的路用性能关系密切。选取两种应力吸收层改性沥青、两种普通改性沥青和一种基质沥青,根据SHRP规范推荐的试验方法,对比研究了5种沥青老化前后的高温、中温和低温流变性能。结果表明,应力吸收层结合料具有较好的抗老化性能,并具有良好的低温抗裂和中温抗疲劳性能。研究成果为应力吸收层的推广应用提供了试验依据。     

应力吸收层沥青混合料的半圆弯拉试验参数

针对应力吸收层组成材料及结构受力的特殊性,探索一种与之相匹配的低温抗裂性能的评价方法具有重要意义。在比较分析已有的沥青混合料低温抗裂试验方法的基础上,得出半圆弯拉试验方法用于评价应力吸收层混合料低温性能的合理性及优越性。采用三维有限元方法,建立带缺口的半圆弯拉试验模型,进行各试验参数下的应力分析。结果表明:试件的最佳厚度为50mm,底部拉应力基本上趋于稳定,受外部影响不大;随缺口宽度的增加,缺口处底部拉应力逐渐减少,基本上成线性关系,缺口宽度的最佳尺寸1.5mm;随缺口深度的增加,缺口处底部拉应力逐渐增大,在小于20mm时成线性增加,支座间距宜为0.8倍试件直径。     

Sampave层厚度对沥青结构层内力影响分析

采用三维有限元法分析Sampave应力吸收层厚度变化对沥青加铺层结构荷载应力和温度应力分布的影响,发现Sampave应力吸收层能较大幅度地降低加铺层层底的荷载应力和温度应力,对后者降低效果尤为明显,改善了整个沥青面层结构的应力状态,减少加铺层层底应力集中程度,延缓反射裂缝在加铺层中形成,显示其在抗反射裂缝方面的独特作用.计算结果表明:应力吸收层不宜太厚,建议层厚为2.5±0.5 cm较合适.     

应力吸收层力学特性对比试验研究

实验制备了三种不同应力吸收层的旧沥青混凝土路面加铺沥青混凝土路面面板试件;采用45°斜剪、拉拔试验和动态斜剪试验,对其进行抗剪强度、粘结强度和抗剪疲劳强度试验。试验表明:3种应力吸收层在低温和快速荷载作用下,具有较高的抗剪强度;高温条件下抗剪强度和粘结强度均降低,因此应力吸收层应采用高温和慢速荷载条件下力学指标作为结构计算指标;三种不同的应力吸收层中,橡胶沥青应力吸收层具有较好的抗剪强度、抗拔强度和动态疲劳特性,适合于在陡坡、急弯等横向应力大的路段推广应用。     

应力吸收层结合料感温性指标研究

针对应力吸收层改性沥青感温性评价方法的不足,在相关研究的基础上提出了应力吸收层改性沥青感温性的评价方法。分析了针入度指数(PI)、针入度粘度指数(PVN)及粘温指数(VTS)等对试验结果的影响,并提出了适宜的评价指标。结果表明:改性沥青动力粘度(60℃)过大时,测试准确率降低,而PVN和VTS指数受其影响较大。选择改性沥青老化后(5℃,15℃,25℃,30℃)4个温度的PI值进行感温性评价,能有效地区分各种改性沥青的感温性。研究成果为应力吸收层改性沥青的质量控制及实际推广应用提供了试验依据。     

持续高低温下沥青复合路面温度应力分析

以武汉长江隧道工程为依托,建立了隧道匝道明挖段沥青复合路面结构二维热分析几何模型,分析了在持续高、低温情况下复合路面结构的温度场分布及温度应力变化规律。研究表明:在持续高低温天气条件下沥青复合路面温度逐渐累积,沥青复合材料的应力松弛性难以发挥,路面结构应变能降低,应力急剧增加,沥青下面层最大温度应力可达3 MPa;要求重视隧道沥青复合路面结构设计,并相应提高沥青下面层材料的热稳定性和抗开裂性能。