基于冷再生基层疲劳等效的沥青路面轴载换算方法研究

为了优化冷再生沥青路面的结构设计,基于冷再生材料的疲劳实验结果,分析了车辆轴重与轮胎接地压强的关系,通过有限元方法研究了各级轴载作用下冷再生沥青路面基层层底拉应力的变化规律,按照疲劳等效原理得到基于冷再生基层疲劳等效的沥青路面轴载换算指数为4.64。考虑到安全因素,在实际应用中建议取轴载换算指数为5.0。通过冷再生基层与半刚性基层路面的轴载敏感性对比分析可知,利用冷再生技术对半刚性基层进行结构转换,可极大地改善路面的轴载敏感性,更好地保证路面使用寿命和行驶质量。     

基于实测弯沉等效的重载交通沥青路面轴载换算

重载是引起当前我国沥青路面破坏的主要因素之一,其轴载换算一直是路面设计计算的关键问题.通过实测得到几条高速公路在不同轴载条件下的路表弯沉值,分析了弯沉值与轴载的相关关系,系统研究了基于弯沉等效的轴载换算指数的变化规律,最后推导出了适用于重载交通的沥青路面轴载换算公式.计算结果表明,轴载换算指数n明显大于规范推荐值,新公...     

考虑动荷载影响的当量轴载换算理论分析

为了分析考虑动荷载后的当量轴载,建立二自由度车辆模型,计算出动荷载系数功率谱密度、动荷载的大小及分布概率,推导了考虑动荷载后的当量轴次增长率,并进行实例计算.结果表明：计入动荷载后当量轴次比目前轴载换算标准有不同程度的提高,对沥青路面以设计弯沉值和沥青面层层底拉应力为指标时,高速和一级公路相应指标值提高1%～2%,其他...     

贫混凝土基层疲劳特性研究

贫混凝土用于路面基层时,由于受到荷载应力和温度应力的反复作用,需研究其疲劳特性.通过分析室内小梁弯拉疲劳试验结果,得出贫混凝土的疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.通过对比,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料.利用得出的疲劳方程,建立贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

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.     

车辆轴数和轮组对半刚性沥青路面极限轴载的影响

通过对半刚性沥青路面典型结构进行有限元计算,探讨车辆轴数和轮组对路面极限轴载的影响。分析结果显示:轴数和轮组是影响半刚性沥青路面结构极限轴载的重要因素,路面的极限轴载随着车辆轴数或者轮组的增加而增大,增加轴数或者轮组可以提高半刚性沥青路面的极限轴载,保证路面的承载能力;极限轴载与轴型系数呈正比关系,轴型系数反映了轴数与轮组对极限轴载的综合影响;轮组相同时,随着轴数从单轴增加到双轴、三轴、四轴,轴型系数的增长率随轴数的增加而降低,为50%~27%~18%;轴数相同时,随着轮组从单轮组增加到双轮组、四轮组,轴型系数的增长率随轮组的增加而增加,为7.3%~13.5%。     

混凝土多轴疲劳损伤

混凝土复杂应力状态下的疲劳损伤公式可由单轴应力状态下的疲劳公式推广而得，应用时只需采用与混凝土静破坏准则相适应等效应力代替单向应力，等效应力最大处即为疲劳破坏起源处。     

疲劳荷载作用下的混凝土耐久性分析

在疲劳荷载作用下力学损伤的不断累积会引起混凝土结构的疲劳破坏.在腐蚀环境中,腐蚀介质会造成钢筋锈蚀.钢筋锈蚀对混凝土结构疲劳性能的影响比其对静态性能的影响更加严重,这是因为锈蚀削弱了钢筋的有效截面,而且钢筋锈坑的不均匀性导致了钢筋应力集中,相应地疲劳荷载作用会加速腐蚀介质的渗透过程,从而加剧混凝土构件的损伤,降低混凝土耐久能力.     

沥青混凝土路面当量轴次换算新方法的理论研究

应用现行规范当量标准轴次的换算方法,并采用以弯沉等效的原则,进行非标准载荷作用次数与标准载荷作用次数的换算.计算得出的当量轴载作用的次数与实际路面工作状态差距较大.笔者应用有限元分析软件Ansys作为工作平台,引入了损伤力学的基本思想,按路面材料疲劳损伤准则,探讨了适用于沥青混凝土路面的当量轴次换算方法新公式,并对该公式与规范[1]按弯沉等效推荐的当量轴次换算公式进行了比较,客观地从当量轴次换算方法上揭示了沥青混凝土路面早期破损现象.     

车辆轴载作用下半刚性基层沥青路面破坏潜力分级

针对不同轴载对半刚性基层沥青路面的潜在破坏能力问题,提出一种根据不同轴载作用下路面力学响应为标准的路面破坏分级方法。该方法应用弹性层状体系理论分析了不同轴载作用下的半刚性基层沥青路面力学特性,通过计算沥青层的抗剪强度、半刚性基层的拉应力和各结构层的压应力,并与标准轴载作用下结构层力学特性进行了比较,辅以各结构层的设计允许应力值,得到不同轴载作用下的路面破坏潜力表。通过对某公路安徽段实测数据的分析表明,该方法可以有效地实现不同轴载对半刚性基层沥青路面的潜在破坏能力分析。     

沥青路面多孔混凝土基层温度应力数值分析

为分析沥青路面多孔混凝土基层温度应力,建立多孔混凝土基层沥青路面三维有限元模型.通过数值计算方法,分析多孔混凝土基层沥青路面的温度场,提出各自然区划内的最大温度梯度变化范围.研究了面层厚度、多孔混凝土基层厚度及模量、地基模量对温度应力的影响.对条件相同的计算结果进行了对比分析,结果表明:基层温度应力随着面层厚度的增大而减小,随着基层与地基模量比的增大而增大,随着基层厚度的增大而增大.     

移动荷载下半刚性基层沥青路面剪应变研究

为了研究半刚性基层沥青路面早期破坏现象,采用移动荷载下黏弹性层状体系动力学模型,分析典型路面结构的动力响应,研究轴重、速度和胎压对面层底部剪应变和面层内部剪应变分布的影响.结果发现,随着轴重和胎压的增加,当速度减小时,面层内部剪应变和面层底部剪应变均增加;轴重较小时,车辆对路面产生的破坏主要发生在上中面层,而轴重较大时,产生的破坏主要发生在中下面层;胎压的变化对2~8 cm深度范围内的剪应变影响严重,随着胎压的升高,出现最大剪应变的深度位置减小.     

公路沥青路面基层技术状况评价指标

目的为做出合理路面养护决策方案,对基层的技术状况进行研究,以弥补现有的沥青路面大中修养护决策中对基层技术状况判别的缺失．方法基于辽宁省干线公路沥青路面自动化检测数据,采用主成分分析法和层次分析法对数据进行处理．通过SPSS软件使用主成分分析法挑选出对基层技术状况起决定性因素的病害类型,通过专家打分确定每种病害对基层的影响大小,使用层次分析法对打分表进行优化,在一定程度上减少主观因素的影响,使评价更趋科学化．结果G202黑大线的检测数据表明,该段路线的基层破损率（RBDR）为8．538,置信区间上限下限为9．643、7．740,基层破损指数（BCI）为56．69,置信区间上限下限为54．82、58．14．结论笔者提出的基层破损率、基层破损状况指数计算简便易行,能够对基层破损状况做出较为准确的判断．     

重载作用下沥青路面结构动力特性分析

采用三维有限元法,分析了重载作用下沥青路面结构应力和弯沉变化规律,研究了沥青路面结构的早期破坏机理,得出在重载作用下,路面结构的表面易产生较大的拉应力,超载将使弯沉和应力急剧增大.结果表明,重载和超载是导致路面结构早期破坏的主要原因.     

沥青加铺混凝土路面的实用计算方法

为研究沥青加铺水泥混凝土路面(PCC AC)在板中、板角和板边作用荷载的最大应力及弯沉情况,对27个水泥混凝土路面模型进行了ANSYS有限元分析,并据板中最大应力和弯沉回归出板角和板边的计算公式.将沥青加铺混凝土复合板按抗弯刚度等效原理换算为单层板,然后把单层板的表面应力在复合板中进行二次分配,可求得混凝土板的最大弯沉和最大拉应力,算例证明回归公式与有限元结果吻合良好.     

多孔混凝土基层缩缝处沥青面层荷载应力分析

为了研究多孔混凝土基层上覆沥青面层的受力状态,建立了沥青路面三维有限元模型,引入横观各向同性弹性本构关系模型作为正交各向异性接触模型,利用有限元软件ANSYS计算了多孔混凝土基层缩缝处沥青面层的荷载应力.计算结果的对比分析表明:当沥青面层模量不超过1 600 MPa时,多孔混凝土基层缩缝处沥青面层处于受压状态.荷栽作用下,多孔混凝土基层缩缝处沥青面层内的最大剪应力随面层模量的增加而减小,随面层厚度的增加而减小,随基层厚度的增加而减小,随基层与地基模量比的增加而增加.     

沥青路面合理结构厚度研究

为了确定沥青路面合理结构厚度,分析研究了沥青路面的半刚性基层厚度或粗粒式沥青混凝土上基层(即粗粒式沥青混凝土下面层)厚度与结构疲劳损伤之间的关系,选择了两种典型高速公路常用沥青路面结构和以往较成功的路面结构及参数,应用SHELL公司Basir3.0程序计算在标准轴载作用下不同路面结构厚度的路表理论弯沉、粗粒式沥青混凝土层底面理论弯拉应力、半刚性基层底面理论弯拉应力和半刚性垫层底面理论弯拉应力,计算分析得到路面结构的合理厚度;并进行了经济分析.     

动水压力对沥青混凝土路面的破坏研究

通过对水膜微元体受力分析,得到动水压力的理论计算方法。动水压力实测的数据回归分析与理论推导解析解规律相同,动水压力值随行车速度的提高呈几何增长的趋势。揭示潮湿多雨地区高等级道路易发生水损坏的原因;指出动水压力作用致使沥青混凝土路面结构粘结力减弱,从而诱发水损坏。