级配碎石混合料及其基层的抗剪性80FD

为了研究级配碎石基层在路面结构中能否发生剪切破坏,对级配碎石基层材料抗剪强度及在路面结构中的剪应力进行了对比研究;应用高精度静三轴仪对选定的级配碎石进行振动成型和击实成型的抗剪强度研究,揭示不同成型方法对抗剪强度的影响,采用有限元分析典型路面结构在标准荷载作用下剪应力的大小,明确级配碎石基层发生剪切破坏的可能性;三轴试验表明振动成型级配碎石过渡层的抗剪强度为0.17 MPa,击实成型的为0.14 MPa,振动成型试样比击实的抗剪强度提高20%;剪应力分析表明：水平荷载在级配碎石基层中产生的最大剪应力在0.04-0.05 MPa;级配碎石的抗剪强度是最大结构剪应力的3.5倍,级配碎石基层在高等级沥青路面结构中产生剪切破坏的可能性很小.     

水泥稳定碎石振动与静压成型物理力学指标关系

为了明确振动和击实(静压)成型方法对水泥稳定碎石基层材料的物理、力学性能的影响,明确强度差别产生的原因,采用振动成型仪对水泥稳定碎石进行振动成型,测定物理力学指标,并与击实(静压)成型试件的性能进行比较．试验表明振动成型水稳碎石的最佳含水量和最大干密度与击实成型具有线性关系,振动成型下的最大干密度与击实成型相比平均提高0.04 g/cm³,增加的幅度在1.8％左右;振动成型总体强度比静压成型提高70％,其中60％的强度增加量源在于骨架的嵌挤作用;基于强度等效原则,可节约水泥质量2％～3％; 按级配类型回归曲线的斜率表征级配类型对工艺的适应性,截距表征了级配的在强度方面的优劣．研究表明,振动的成型对于无机结合料集料类基层材料,其优越性不仅仅在于提高密度,更在于其对于级配结构性作用的提高,使材料的级配效应得到充分发挥．     

柔性路面粒料基层抗剪性能分析

柔性路面粒料基层剪切破坏是主要破坏形式,但目前对其抗剪性能没有做过理论分析.根据散体力学粒料最危险剪切滑移面不是剪应力最大的面,而是剪应力与正应力比值最大的面为理论依据提出剪应力验算公式;基于弹性层状体系理论确定了最危险剪切面位置;做出了不同路面结构最危险剪切面上的剪应力及正应力诺谟图.最后通过一柔性路面粒料基层抗剪性能验算例子,发现柔性路面粒料基层会出现剪切破坏,提出验算的必要性.     

城市公交港湾路面结构应力分析

针对北京公交港湾沥青路面严重的早期破坏,通过建立三维有限元模型,对大容量公交进出公交港湾时对路面结构施加的变速移动荷载进行加载模拟.数值分析结果表明,在车辆制动过程中,路面竖向位移、层间剪应力均有所增大,且路面结构层中剪应力正负交替变化;在动荷载的作用下,沥青结构层中最大剪应力的位置发生变化,最容易发生剪切破坏的部位是沥青面层内及面层与基层结合处;进站加速度增大使路面层间剪应力明显增大,竖向位移略有增大.因此,在城市公交港湾路面结构设计时,不仅要提高路面结构层的整体强度,更应重视面层及层间的抗剪强度.     

ATB柔性基层与半刚性基层的层间抗剪规律

以ATB-25沥青混合料与水泥稳定碎石成型复合试件,控制复合试件层间沥青和碎石用量,采用自主研发的剪切仪进行抗剪强度试验,分析影响层间抗剪强度的因素及变化规律。通过设置试验温度、碎石和沥青用量等参数,制定不同的试验方案进行试验。试验结果表明:对层间抗剪强度影响最大的因素是温度,从5 ℃上升到35 ℃时最大剪应力从1.36 MPa下降到0.16 MPa,其次是沥青用量;碎石用量影响最小,而且不同温度下沥青和碎石的最佳用量也不同。在实际工程中,在考虑沥青和碎石的用量时,应考虑工程所在的地区,高温地区沥青的用量应比低温地区稍低一些,同时严格控制碎石用量,提高层间联结质量,明确层间抗剪强度与层间联接各因素的规律。     

ATB柔性基层与半刚性基层的层间抗剪规律

以ATB-25沥青混合料与水泥稳定碎石成型复合试件,控制复合试件层间沥青和碎石用量,采用自主研发的剪切仪进行抗剪强度试验,分析影响层间抗剪强度的因素及变化规律。通过设置试验温度、碎石和沥青用量等参数,制定不同的试验方案进行试验。试验结果表明:对层间抗剪强度影响最大的因素是温度,从5 ℃上升到35 ℃时最大剪应力从1.36 MPa下降到0.16 MPa,其次是沥青用量；碎石用量影响最小,而且不同温度下沥青和碎石的最佳用量也不同。在实际工程中,在考虑沥青和碎石的用量时,应考虑工程所在的地区,高温地区沥青的用量应比低温地区稍低一些,同时严格控制碎石用量,提高层间联结质量,明确层间抗剪强度与层间联接各因素的规律。     

具有柔性基层的半刚性沥青路面三维模型计算

根据实验资料,充分考虑级配碎石层的材料性质,建立了具有级配碎石基层的半刚性沥青路面结构的三维计算模型。分析表明:塑性突出的级配碎石层能优先于沥青面层和半刚性基层吸收路面结构在荷载作用下产生的应变能,从而提高了结构的抗裂及抗疲劳性能;级配碎石层能显著改善路面结构的力学性质,合理的设计能改善路面的使用性能,延长其使用寿命。     

设同步碎石下封层的基面间剪切强度影响因素分析

旨在考察设同步碎石下封层的基面间剪切强度的影响因素及影响规律,变化沥青种类和用量、碎石粒径和撒布率成型复合试件,采用直剪仪测试不同温度及试验荷载下的剪切强度。研究结果表明:层间剪切强度随沥青用量呈先增加后减小的变化趋势,峰值处为最佳沥青用量;在碎石粒径与撒布率相同的情况下,不同种类沥青的最佳沥青用量及最大抗剪强度有差异,抗剪强度最大的为SBS改性沥青,抗剪强度最小的为基质沥青;碎石撒布率对层间剪切强度有明显的影响,5~10mm、10~15mm碎石的最佳撒布率为60%和30%;碎石粒径对剪切强度和沥青用量有重大影响,推荐5~10mm粒径的碎石作为同步碎石下封层的最佳粒径;随着试验温度升高,层间剪切强度降低;随着试验试件上正压力的加大,层间剪切强度增强,试验结果偏离实际情况,因此推荐合理试验温度为60℃、试验时试件上正压力为0MPa。     

基于遗传算法的沥青路面永久变形预估方法

针对沥青路面永久变形的预估方法进行研究.首先分析永久变形的产生机理,以剪应力作为主要力学指标,提出了路面永久变形的预测模型形式;然后,选用沥青混合料AC13作为试验级配,进行60℃单轴贯入抗剪试验、20℃模量试验及不同温度、不同荷载和不同厚度条件下的车辙试验,利用实测模量采用有限元方法计算车辙试件在不同荷载及不同厚度条件下试件内的剪应力分布;最后依据路面结构的剪应力分析结果、车辙试验以及抗剪试验结果,采用遗传算法确定路面永久变形预估模型的参数,得到基于试验数据及力学分析的沥青路面永久变形预估模型.     

具有柔性基层的半刚性沥青路面三维模型计算

根据实验资料，充分考虑级配碎石层的材料性质，建立了具有级配碎石基层的半刚性沥青路面结构的三维计算模型。分析表明：塑性突出的级配碎石层能优先于沥青面层和半刚性基层吸收路面结构在荷载作用下产生的应变能，从而提高了结构的抗裂及抗疲劳性能；级配碎石层能显著改善路面结构的力学性质，合理的设计能改善路面的使用性能，延长其使用寿命。     

超薄磨耗层沥青混合料使用性能试验研究

通过试验比较了密级配AC-13C、半开级配Novachip Type C、开级配OGFC-13这3种磨耗层的抗滑、渗水、构造深度等使用性能。以SBS改性乳化沥青及改性乳化沥青NovabondTM为粘层材料,AC-13C、Novachip Type C、OGFC-13作为磨耗层,AC-20C为中面层,制作10cm复合型车辙试件,采用路面结构层材料剪切试验仪对试件进行直剪试验,分析了粘层种类、用量、磨耗层类型对层间抗剪强度的影响。结果显示,不同面层类型存在粘层油最佳撒布量,此时层间抗剪强度达到最大。对同一种面层类型,改性乳化沥青NovabondTM较SBS改性乳化沥青粘结能力要好。在相同粘层油的最佳撒布量下,不同路面结构抗剪能力依次是Novachip Type C>AC-13C>OGFC-13。     

沥青混合料抗剪强度影响因素评价指标研究

较高的抗剪强度可以保证沥青混合料在高温下具有良好的抵抗永久变形的能力。主要采用单轴贯入试验,就如何选择高性能沥青混合料的材料设计参数指标进行了研究。研究结果表明,除了沥青的性能外,粗集料、特别是细集料的性能对沥青混合料抗剪性能也有极大的影响。在进行沥青混合料设计时,采用高棱角性指标的粗、细集料以及高粘度的沥青来提高沥青混合料的整体抗剪强度。并且在施工时控制混合料的压实度以确保沥青路面的长期性能。     

级配碎石材料强度及塑性变形特性

为提高级配碎石基层沥青路面的使用性能,必须提高级配碎石的强度和降低塑性变形,而提高级配碎石基层的弹性模量是减少沥青路面疲劳开裂的关键因素,极配碎石的塑性变形是沥青路面产生车辙的因素之一;通过三轴试验、MTS重复加载试验和试验路段对级配碎石的强度和塑性变形进行了研究,结果表明,级配碎石的回弹模量提高50%-60%,并按层位推荐了级配碎石的设计参数.采用振动成型方法和骨架密实型级配材料能大幅度减少塑性变形的积累,弹性变形和塑性变形的关系表明了在级配碎石材料设计上不应只强调弹性模量,还应控制塑性变形.     

高等级公路沥青路面剪应力分析与应用

基于线弹性层状体系理论，采用路面结构有限元法，探讨高等级公路沥青路面剪应力的分布规律、影响因素及其评价方法。通过选取不同路面结构参数，包括各结构层厚度、模量和泊松比等，在不同的点位，利用BISAR程序进行力学计算和分析，提出了沥青路面抗剪强度的确定和评价方法。研究结果表明：在不考虑各结构层材料性能和厚度时，最大剪应力均分布在距路表3cm深度范围内；影响剪应力的最主要因素是沥青层模量、泊松比和基层模量；对于普通3层沥青层面层结构，上面层和中面层应进行剪应力验算，下面层可根据实际情况确定是否进行验算；验算时，需找到准确的计算点位才能计算出各层内最大剪应力。     

高等级公路沥青路面剪应力分布研究

基于线弹性层状体系理论,采用路面结构有限元法,主要探讨高等级公路沥青路面剪应力的分布规律及其影响因素。数据分析结果表明:在各结构层材料性能和厚度允许选择范围内,最大剪应力均分布在距路表3 cm深度范围内;影响剪应力大小的最主要的因素是沥青层模量、泊松比和基层模量。通过计算数据与试验测试抗剪强度对比分析可知:对于普通三层沥青层面层结构,上面层和中面层应进行剪应力验算,且验算时需找到准确的计算点位才能得到各层内最大剪应力值。     

橡胶沥青混合料密实度影响因素试验分析

通过马歇尔击实试验对橡胶沥青混合料的胶粉参量、集料特性、击实方法等方面展开研究,分析其最大蜡封干密度、油石比和空隙率,得出影响橡胶沥青混合料密实度的因素及变化规律。试验结果表明:胶粉掺量对混合料密实度影响很小;对于龙嫩公路用混合料级配,通过优化级配来提高密实度的提升空间不大;集料吸水率对空隙率影响明显,吸水率增加1%时,混合料空隙率增大约2%;相同的马歇尔试件100次击实比75次击实空隙率减小了31%,改变击实方法空隙率仅改变了1.6%。