泡沫沥青冷再生混合料沥青路面永久变形预估研究

针对国道滨州港—榆林公路阜城—武邑段养护改造工程,通过击实试验、劈裂强度试验、动态模量试验等室内试验和数值计算,进行了泡沫沥青冷再生混合料配合比设计及沥青路面永久变形预估等工程应用研究。研究结果表明:泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计为铣刨料82. 5%、石粉16%、水泥1. 5%,最佳泡沫沥青用量2. 5%,最佳含水率6. 3%,其马歇尔稳定度和冻融劈裂强度比性能检验满足技术要求;阜武公路泡沫沥青冷再生混合料的动态模量为2 431MPa;考虑全年温度分布频率、轴载等级分布频率基于线性叠加原理提出沥青路面永久变形预估方法,该预估方法可模拟沥青路面结构全温域受力过程,准确预估其容许永久变形寿命。经计算,阜武公路的容许永久变形寿命为10年。     

路基永久变形对水泥混凝土路面的影响分析

采用由室内反复加载三轴试验建立的路基土永久变形预估模型,计算了典型土组路基永久变形的量值。分析表明,随着路基回弹模量的提高,其永久变形也逐渐减小;路基永久变形在空间上呈垂球面形,在模拟计算中,可采用抛物线或正弦曲线进行拟合。将路基永久变形作为初始条件赋予相应节点,建立考虑不均匀支撑条件的路面结构分析模型,并对不同荷位下路面结构的荷载响应和疲劳寿命进行分析。结果表明,路基变形对柔性基层路面荷载应力和疲劳寿命的影响均十分显著,因此柔性基层不适宜用于重交通和特重交通路面中;对于半刚性基层路面,当路基回弹模量达到40 MPa时,路基永久变形对路面荷载应力和疲劳寿命的影响均较弱,因此建议在路面结构设计中可予以忽略。     

车辆循环荷载作用下柔性路面路基的永久变形

柔性路面路基土过量的车辙变形会造成大量的经济损失,影响到路面行车的安全性和舒适性,而且还会引起路面其它形式破坏例如反射裂缝的产生和加强.为此首先简要综述了车辆循环荷载下柔性路面路基变形的研究现状,对现有的路基土永久变形预估模型进行了简要评价并重点讨论了南非车辙预估模型;然后,基于南非重车加载试验数据建立了一个简单的力学-经验计算模型来预测柔性路面路基的永久变形量,该模型可以全面考虑路基材料特性、路基土在车辆荷载作用下的应力应变状况和荷载作用次数;最后,以一个柔性路面和半刚性路面为例,应用该模型对不同轴载下的路基变形进行了预估.该预估模型可以为以后沥青路面车辙方面的研究及其沥青路面的设计提供参考.     

沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验研究

对沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验方法进行了研究,提出了完整的试件制备方法、试验的边界条件、温度条件和荷载条件等试验参数;并对3种沥青混合料在不同应力和温度条件下了进行重复加载动三轴试验,得到了永久变形的关系曲线以及流动数,分析了沥青用量、温度、偏应力等对沥青混合料永久变形的影响。     

柔性基层沥青路面结构粘弹性三维有限元分析

以沈大高速公路沈鞍段路面结构为例,在温度变化时考虑沥青混合料粘弹性影响,建立了柔性基层沥青路面温度场疲劳断裂模型,借用三维有限元实现交通荷载及温度荷载耦合作用下路面结构的动力特性。研究多场耦合作用下柔性基层沥青路面结构的破坏行为。研究表明:荷载在移动过程中剪切型应力强度因子对路面开裂起控制作用;降温时张开型应力强度因子是沥青路面开裂破坏的主要因素;对柔性基层沥青路面结构考虑变温和交通荷载耦合作用下的疲劳寿命预估,结果显示,该方法与实际更为接近。     

半刚性基层沥青路面疲劳裂缝扩展与寿命预估研究

以疲劳断裂力学理论和材料试验为基础,对半刚性基层沥青路面裂缝的扩展行为进行系统研究,分析了裂缝尖端的应力强度因子变化规律和偏荷载作用下各影响因素对疲劳寿命的影响;结合路面结构初始状态的荷载响应,回归得到了路面的疲劳寿命预估方程。结果表明,路面疲劳主要是由偏荷载作用于横向裂缝导致,疲劳寿命随面层整体模量和轴载增长而递减,随基层模量、路基模量、中面层厚度、基层厚度增长和车速而递增,随下面层厚度的增长先减后增。回归得到的疲劳寿命预估方程考虑的影响因素更加全面,为我国路面结构设计和科研提供了理论支持和补充。     

基于动力问题的高等级公路沥青路面车辙预估方法

基于运动车辆与不平整路面的相互耦合作用,建立车辆动力作用下沥青路面车辙计算与预估方法。提出一种更加符合实际的汽车动载模型;采用室内蠕变试验确定不同级配、不同温度和不同油石比下的沥青面层混合料Burgers黏弹性模型参数;提出以车辙等效的轴载换算及轴载累加作用时间tt计算方法;通过路面温度场观测,综合相应温度场路面材料动稳定度,建立一种新的路面代表温度的计算方法;针对重复与累加作用时间加载的不同,在理论计算基础上,提出不同沥青路面结构加载修正系数;结合有限元方法分析动力轴载累加时间作用下沥青路面车辙及加载修正系数,获得最终车辙预估值。通过邯郸—长治高速公路试验路车辙预估值与实测值对比,误差仅为8%～9.5%。表明沥青路面车辙预估方法的合理性,并具有较高的精度。     

高温重载条件下沥青混合料的蠕变试验研究

在4种应力水平、3种温度水平和2种空隙率水平下进行了沥青混合料的重复加载动态蠕变试验,得出了其永久变形与荷载作用次数关系曲线及竖向和横向流动数、竖向塑性应变、竖向塑性弹性应变比等永久变形参数.研究表明,重载车辆对沥青路面产生的高接触应力加剧了其横向流动失稳变形的发展,加速了车辙的产生;车辆轴载增大对沥青路面产生车辙的影响要大于温度变化的影响.     

土基顶面压应变设计指标研究

为了建立土基顶面压应变控制模型,调研了AASHO试验路的沥青路面结构和相应车辆荷载作用次数,通过轴载换算,将AASHO试验路的荷载作用次数换算为我国标准轴载的作用次数,并结合我国的实际情况选取路面结构层所用材料参数,利用弹性层状体系计算程序,计算了各试验环道不同路面结构双轮隙中心处土基顶面压应变,统计回归了土基顶面压应变与标准轴载作用次数的相关关系式,用于我国路面结构设计中土基永久变形的控制。     

基于麦路软件的高性能沥青路面力学性能分析

为了探明高性能沥青路面结构的力学性能,研究了5种代表性的国内外重交高性能沥青路面结构。采用麦路软件进行路面结构力学分析,分别对路表弯沉、竖向位移、竖向压应力、水平拉应变各力学指标进行计算并分析了分布规律,采用同一交通设计参数计算并分析了各力学验算指标。结果表明：沥青层厚度足够大的长寿命沥青路面结构的综合力学性能明显优于其它高性能厚沥青路面结构;半刚性基层沥青路面结构与国内外普通高性能全柔性沥青路面结构的综合力学性能相当;典型高性能柔性基层沥青路面结构的沥青层厚度远高于国内普通高速公路半刚性基层沥青路面的沥青层厚度;规范中容许永久变形量要求不适用于全柔性高性能厚沥青路面结构;推荐的全柔性长寿命沥青路面结构(FFPAP)具有水平拉应变小、疲劳寿命长、低温抗开裂性能好等特点,综合力学性能较优。     

高温条件下沥青路面结构剪应变分析

温度和应力荷载的耦合效应是评价沥青路面结构稳定性的关键因素。温度梯度和外荷载是路面结构变形和破坏的直接原因。基于沥青混合料热粘弹变形理论,建立了高温动态载荷作用下路面破坏的耦合动力学模型,模拟分析了沥青路面温度场和应力场的分布规律以及影响沥青路面破坏的关键因素。模拟结果与监测结果基本一致,表明该模型用于沥青路面日变温度分析是可靠的。天气情况对监测结果有很大影响,温度变化直接影响模量,进而影响压缩性和抗剪强度,但对竖向应力影响不大。通过对不同温度下沥青路面变形的监测和模拟结果的比较,进一步验证了模型的可靠性,为沥青路面的优化设计和损坏控制技术提供了关键参数。     

沥青路面结构温度随深度变化规律研究

基于实际运营的沥青路面试验段,通过埋设温度传感器对不同深度的沥青层结构温度进行长期数据采集和总结分析工作,研究了大气温度与路表温度的相关关系,以及沥青路面结构温度随深度的变化规律。结果表明,相对于大气温度,路面结构温度变化存在明显的滞后性,两者显著相关;同时路面结构层的温度与路表温度变化存在良好的关系,在考虑晴、雨天的影响条件下,建立了路面结构温度与路表温度、结构层深度、时间等因素的预估模型;分析证明,该模型计算数据与实测温度高度吻合,且可适用于不同结构的沥青路面。     

沥青混凝土永久变形预估方法研究

提出了一种新的沥青混凝土永久变形预估模型,该模型理论明确,有效考虑了剪切因素,用单轴贯入抗剪强度表征沥青混合料本身的抗变形能力,用面层内剪应力表示结构的抗车辙属性.通过不同温度、压力及厚度下的车辙试验,基于分层叠加的基本思想确定了沥青混凝土永久变形预估模型;同时根据波尔兹曼线性叠加原理,在永久变形预估模型中考虑了行车速度;最后采用不同的沥青混合料对该模型进行了验证.结果表明:永久变形预估模型能够较精确模拟沥青混凝土的变形规律,对不同的沥青混合料具有通用性,从而为建立正确的车辙预估方法奠定了基础.     

上海林海公路新建工程中Super-19沥青混合料的生产质量控制

介绍了上海林海公路新建工程沥青路面中面层上,采用的Super-19沥青混合料的生产质量控制。它采用Superpave方法成型旋转压实试件,进行混合料设计,确定混合料级配和沥青用量。通过对原材料、拌和工艺、混合料旋转试验和马歇尔试验等进行过程质量控制,有效地改善了沥青混合料的路用性能,提高了林海公路新建工程路面质量。     

沥青混合料动态压-拉双模量及其在路面响应分析中的应用

沥青混合料层模量是沥青路面响应分析的必备参数,其数值的准确性关乎路面设计结果的可靠性。受骨料嵌挤作用的影响,沥青混合料在承受压应力与拉应力时模量表现不同。文章旨在从双模量的角度分析沥青混合料的动态压-拉模量特征,并将压-拉双模量用于路面响应预测,探讨双模量体系下的路面响应特点。首先,基于双模量框架下的有限元模型,建立间接拉伸试验中沥青混合料压 拉双模量、泊松比的计算方法;其次,以一种密级配混合料(AC-13)为例,分析沥青混合料在不同温度与加载频率下动态压-拉双模量、压-拉泊松比与单模量、单泊松之间的差异性;最后,将所确定的压 拉模量及泊松比用于路面沥青层力学响应预测,并与现有的单模量体系下的预测结果进行对比,分析单、双模量两类体系下路面力学响应的特点及其联系。研究表明,AC-13混合料压模量主曲线在全频域内均明显高于拉模量主曲线;单模量体系计算的模量主曲线更接近于压模量主曲线,且所计算的泊松比在中高温时失效;混合料压 拉模量比值分布在1.6～4.0,随温度升高而升高。与双模量体系下路面响应计算结果相比,现有单模量体系模型低估了柔性路面沥青层应变响应及柔性/半刚性路面沥青层的最大剪应力响应,而弯沉响应计算结果具有较好的一致性。研究成果可为考虑材料压、拉模量差异性的路面设计提供参考。     

浅谈纤维在桥面铺装中的应用

桥面铺装沥青混凝土层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,受力情况复杂,因此对桥面铺装沥青混凝土的性能提出更高的要求。该文通过水稳定性、高温车辙、低温弯曲和单轴静态蠕变试验系统研究了纤维改性沥青混凝土的性能。研究结果表明,掺加纤维后能够有效提高沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比,同时能够改善低温抗拉性能和抗高温变形能力,纤维增强沥青混合料适宜用作桥面铺装层。     

地毯式沥青混合料结构在小西冲大坡度弯道钢桥的创新研究地毯式沥青混合料结构在小西冲大坡度弯道钢桥的创新研究

可卷曲和延展性沥青混合料结构在安徽小西冲大坡度弯道钢桥的首次应用研究,地毯式沥青混合料创新了钢桥面的铺筑结构类型。混合料具有较高的耐疲劳性、反复弯曲应变性、抗高温变形和抗低温抗裂的复合性能。通过室内混合料的理论行为研究与现场铺筑工艺行为特征的演变过程,对今后特殊钢桥面的设计结构类型奠定了理论与实践基础。     

排水性沥青混合料抗车辙能力及其敏感性分析

采用沥青路面分析仪(APA)对排水性沥青混合料(DA混合料)和SMA混合料进行标准条件和重载交通条件下的车辙试验,采用车辙深度指标分析DA混合料的抗车辙能力及其对加载水平、加载次数及温度的敏感性.结果表明:采用高黏度沥青、适当级配组成并予以充分压实,DA混合料的抗车辙能力可有效提高;DA混合料抗车辙能力对加载水平、加载次数以及温度的敏感性均低于SMA混合料.     

天水过境高速Superpave沥青路面低温施工技术

沥青路面施工有很强的季节性,其路面质量与施工季节的气温有密切关系.由于工程工期较紧,必须在低温季节进行Superpave沥青路面施工.本文结合宝天高速天水过境段路面施工实际情况,并综合考虑了Superpave结构特点,对其进行了沥青混合料配合比设计;针对低温施工现状,通过试验段确定了针对性的碾压施工方案,较好地控制了S...