半刚性基层沥青路面疲劳寿命预估

为分析半刚性基层沥青路面疲劳寿命的影响因素,拟定典型路面结构,选取沥青层底拉应变、半刚性基层层底拉应力和土基顶面压应变三个力学指标,利用有限元软件进行沥青路面疲劳寿命预估,得出荷载大小与疲劳寿命的关系以及相同荷载条件下与不同力学指标疲劳寿命之间的大小关系,对如何减少疲劳损坏及沥青路面结构设计提供参考依据。     

浅析沥青混合料疲劳损坏机理及影响因素

分析了沥青混合料疲劳损坏机理,从内部因素和外部因素两方面对沥青混合料疲劳性能的影响因素进行了深入探讨,并指出了解沥青混合料的疲劳损坏机理和影响因素对于减少沥青路面疲劳损坏具有十分重要的意义。     

钢纤维沥青混合料路面性能及应用研究

为防止低温地区沥青路面的开裂和提高沥青路面疲劳寿命,通过室内试验研究了钢纤维沥青混合料的物理力学性能,包括钢纤维沥青混合料的马歇尔稳定度、动稳定度、常温、低温劈裂强度、纤维防腐方法等,分析了钢纤维对沥青混合料性能影响的机理。通过试验路研究了钢纤维沥青路面的现场拌和施工工艺和使用效果,研究结果表明：沥青混合料中加入钢纤维可使低温劈裂强度明显提高,开裂时的变形显著增大,从而改善沥青路面的低温抗裂性能,同时钢纤维对常温条件下沥青混合料的抗拉强度和高温抗车辙性能有一定改善,钢纤维沥青路面的施工工艺与普通沥青混凝土     

沥青路面结构应变及疲劳寿命研究

为了分析和预估沥青路面的沥青层损伤及沥青路面疲劳寿命情况,利用Bisar软件,分析了不同结构的沥青层底最大弯拉应变指标,并采用设计弯沉与容许弯沉反算出沥青路面的疲劳寿命。结果表明:本次沥青路面结构的大修设计满足长寿命沥青路面对常温下极限应变的要求,而高温下,沥青路面有可能发生沥青层的疲劳损伤;标准荷载作用下,三种沥青路面的疲劳寿命的数量级均为109,其数值远大于设计年限内的预估交通量,因此,本次设计的沥青路面的承载力满足要求。     

复合式基层沥青路面的寿命预估方法

用Shell法、规范法、AASHTO法对设置ATB沥青碎石基层的复合式沥青路面进行了寿命预估,并进行了总结分析,结果表明：应用三种方法预估的复合式基层沥青路面的寿命差别很大,大小排序为Shell法〉规范法〉AASHTO法,推荐采用弯沉、拉应变控制沥青层疲劳开裂、拉应力控制无机结合料的疲劳开裂三种方式预估复合式基层沥青路面的寿命。     

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。     

沥青混凝土路面中土工格栅的应用浅析

沥青混凝土路面在使用过程中会出现裂缝、永久变形、车辙等损坏,为了减轻沥青路面病害,国内外都进行了诸多研究,但考虑我国具体道路建设情况和技术水平,很有必要在沥青混凝土路面中应用土工格栅,以此到达减少和延缓裂缝出现,提高高温抗车辙能力,提高沥青路面的疲劳寿命,减薄沥青层厚度的目标。     

不同离析程度对沥青混合料性能的影响研究

通过室内冻融劈裂、车辙、低温劈裂、四点弯曲疲劳等试验研究分析不同离析程度对AC-20、AC-13沥青混合料工作性及路面性能的影响,试验表明：离析对AC-20、AC-13沥青混合料的和易性、水稳定性、高温稳定性及低温劈裂抗拉强度及抗疲劳能力及均有较大影响。应严格控制沥青混合料离析的发生,避免沥青路面出现损坏。     

沥青混合料疲劳损伤参数的反演与验证

采用应力—损伤全耦合的方法,以断裂韧度为阀值,基于试验数据反算了损伤演化方程的参数,并用不同加载应力比的试验数据验证了反算参数的寿命预估精度,结果表明:本构模型中包含损伤演化方程的有限元仿真能够模拟沥青混合料小梁试件的疲劳损坏现象,并且可确定沥青路面结构中疲劳材料参数的室内试验方法。     

京通快速路路面大修工程关键技术

以京通快速路沥青路面大修工程为例，介绍了橡胶沥青应力吸收层新技术及“湖沥青＋SBS”改性沥青玛蹄脂碎石混合料。论述了橡胶沥青应力吸收层技术要求和施工工艺。沥青路面病害严重影响了道路的使用性能，甚至缩短了其使用寿命。京通快速路沥青路面大修工程，采用橡胶沥青应力吸收层对防止反射裂缝的发生起了重要作用，使用“湖沥青＋SBS”改性沥青大大改善了路面加铺层混合料的性能。     

废旧水泥稳定碎石冷再生利用疲劳寿命研究

现行公路沥青路面再生技术规范没有对冷再生基层混合料的疲劳破坏作出技术要求,为研究冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命,通过不同含量的水泥、乳化沥青冷再生混合料的无侧限抗压强度、回弹模量、劈裂强度等试验,分析冷再生旧路水泥稳定碎石基层物理力学性能。根据冷再生旧路水泥稳定碎石试验资料,运用多层弹性连续体系理论计算不同乳化沥青掺量和不同冷再生旧路水泥稳定碎石基层厚度的层底应力比。不考虑现场综合修正系数kc,室内疲劳试验结果表明:掺入乳化沥青冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命大于按沥青路面设计规范计算的新拌水泥稳定碎石疲劳寿命,乳化沥青增加冷再生旧路水泥稳定碎石混合料的柔性,延长疲劳寿命。     

沥青混合料疲劳性能影响因素研究

为保证沥青混合料的抗疲劳性能,采用3点弯曲疲劳试验研究了应力比、加载频率和沥青种类对沥青混合料疲劳寿命的影响规律。研究发现,不同结构类型的沥青混合料疲劳寿命随应力比增加而逐渐减小,相同应力比下,SMA-13的疲劳寿命至少是AC-13的1.4倍;沥青混合料的疲劳寿命随加载频率的增加而逐渐增加,同一加载频率下沥青混合料疲劳寿命减小幅度随应力比的增加不断降低;SBS改性沥青抗疲劳性能优于克拉玛依70号沥青,对改善沥青路面耐久性能作用明显。     

移动非均布荷载作用下的沥青路面动力响应分析

为更准确地模拟沥青路面实际的受力状态,基于弹性层状理论,论文借助大型有限元分析软件ANSYS建立了沥青路面三维有限元黏弹性模型。通过对模型施加非均布垂直和切向摩擦作用,分析了车辆在匀速行驶的状况下,沥青路面在不同载重车辆荷载的动力响应。结果表明,最大正向纵向拉应力位于基层层底,最大负向纵向压应力位于沥青面层。最大拉应力为0.017MPa,远小于容许拉应力0.081MPa,超载并不是造成路面损坏的唯一因素。     

橡胶应力吸收层对半刚性基层沥青路面力学特性的影响分析

运用有限元分析软件ANSYS(V12.1)建立半刚性基层沥青路面结构模型,对比了半刚性基层沥青路面在静荷载以及静荷载和水平荷载耦合作用下,设置高弹性橡胶沥青应力吸收层前后的路面结构力学响应,通过分析发现:路表竖向位移对水平荷载不敏感,高弹性橡胶沥青应力吸收层对路面整体刚度的影响随着水平荷载系数的提高而有所提高;沥青层底弯拉应力对水平荷载不敏感,高弹性橡胶沥青应力吸收层对路面整体强度的影响维持在23%的水平;沥青层最大剪应力随着水平荷载提高而显著增大,高弹性橡胶应力吸收层对路面整体抗剪强度的影响同样随水平荷载提高而提高,当水平荷载系数为0.5时,整体抗剪强度提高率为32%。     

室内反射裂缝模拟试验研究

通过疲劳试验,分析了五种不同类型的沥青加铺层路面结构减缓反射裂缝的产生和延伸效果,结果表明:在弯拉和剪切作用下,应力吸收层沥青路面结构防反射裂缝的效果比其他四种路面结构明显。     

橡胶沥青应力吸收层在高速公路维修中的应用

本文介绍了橡胶沥青应力吸收层在惠河高速公路沥青路面维修改造工程的施工应用。在分析了橡胶沥青应力吸收层性能特点和材料加工工艺后,重点介绍了橡胶沥青应力吸收层的施工工艺和路用性能。     

基于疲劳性能的应力吸收层混合料设计指标

以基质沥青与胶粉搅拌制备橡胶沥青,以基质沥青与SBS改性剂搅拌制备SBS改性沥青,然后分别采用相应的级配设计橡胶沥青应力吸收层混合料和SBS改性沥青应力吸收层混合料.选取目前常见的Strata应力吸收层混合料为对比材料,通过大量四点弯曲小梁疲劳试验（15℃）对这3种改性沥青混合料进行1500×10-6应变下的疲劳试验,分析混合料疲劳寿命与胶粉掺量(质量分数)、SBS改性剂掺量(质量分数)及改性沥青针入度、软化点、黏度的关系.结果表明：Strata应力吸收层混合料在1500×10-6应变下的疲劳寿命为302023次,因此以1500×10-6应变下疲劳寿命≥3×106次作为应力吸收层混合料的设计指标.橡胶沥青应力吸收层混合料疲劳寿命与胶粉掺量和橡胶沥青177℃黏度具有很好的相关性,按设计指标进行橡胶沥青应力吸收层混合料设计时,要求胶粉掺量为19.6%～20.5%,橡胶沥青177℃黏度维持在3.4～3.6Pa·s.SBS改性沥青应力吸收层混合料疲劳寿命与SBS改性剂掺量和SBS改性沥青针入度、软化点、135℃黏度具有很好的线性相关性,按设计指标进行SBS改性沥青应力吸收层混合料设计时,若A型、B型SBS改性剂混合使用,则要求SBS改性剂掺量≥6.5%,SBS改性沥青针入度≤5.1mm,SBS改性沥青软化点≥93℃,SBS改性沥青135℃黏度≥1.95Pa·s;适当加大油石比和调整级配中关键筛孔通过率可增大SBS改性沥青应力吸收层混合料疲劳寿命;B型SBS改性剂更适合用在SBS改性沥青应力吸收层混合料设计中.     

沥青路面结构的疲劳损伤和寿命估算研究

基于太原市某沥青路面工程,分析了沥青路面摊铺过程常见的结构损伤问题,包括沥青路面平整度、路面车辙和沉陷、路面冻胀和水损。结合这些问题,建立了ARAC-13G、AC-20C和AC-25C沥青混凝土的应力-疲劳方程。通过分析三种沥青混凝土疲劳试验数据的线性回归,得出不同沥青混凝土的疲劳方程。最后,通过对该沥青路面的结构损伤分析,得到设计后的路面结构寿命比设计前增加6年,并且设计后的压应变比设计前降低了10倍。     

沥青混合料抗裂性能评价指标的试验研究

基于沥青路面裂纹扩展行为,设计预切口小梁试件的疲劳试验,以模拟其复合裂纹扩展模式;以疲劳寿命指标来评价沥青混合料的抗裂性能,同时进行沥青混合料的低温弯曲试验和J积分试验,试验混合料采用4种低温性能差异显著的沥青胶结料.判别各项评价指标对试验混合料抗裂性能的鉴别程度,并分析沥青低温临界温度指标、低温弯曲试验指标、J积分试验指标与预切口小梁疲劳寿命的相关性.结果表明:以混合料疲劳性能为基准的混合料抗裂性能排序与沥青胶结料临界温度的排序一致,也与沥青混合料低温弯曲试验和J积分试验中能量指标的排序一致.     

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。