车载作用对下沉式道路结构的影响分析

运用有限元数值模拟方法讨论了汽车荷载作用下某下沉式道路结构的变形及受力情况,分析其结构内部可能产生破损的原因及位置,并进一步探讨在结构抗浮底基层厚度及其内部温度伸缩缝间距均保持一定的条件下,沥青混凝土面层模量及厚度、伸缩缝加强层模量及宽度和伸缩缝间距对道路结构应力的影响情况。研究结果表明,该道路极有可能在沥青混凝土面层的底部最先产生滑开型(II型)裂缝;低模量的沥青混凝土面层有利于降低其底部剪应力,且根据计算结果提供了该道路结构中沥青混凝土面层的理想厚度;伸缩缝加强层模量的适当提高有利于降低剪应力大小,并提出了该层的理想宽度;同时,还提供了车载作用下理想的伸缩缝宽度。     

不同层间状态对沥青路面U形破坏的影响

为了分析不同层间接触状态对沥青路面"U形"破坏的影响,以典型半刚性基层沥青路面为研究对象,选择纵向水平拉应力σ3和竖向剪应力τ13作为表征U型开裂的力学指标,利用ABAQUS有限元软件,分析了层间接触条件对沥青路面力学的影响。计算结果表明:层间接触状态对沥青路面"U形"破坏的产生有显著的影响,且面层接触状态对路面"U形"破坏的产生的影响程度要比基面层间接触状态对其的影响程度大得多。因此,若想有效地控制"U形"破坏的产生,需加强沥青面层之间的粘结。     

层间粘结状态对沥青面层力学响应的影响分析

利用ANSYS建立沥青路面上面层和下面层之间不同粘结状态的有限元模型,分析车辆匀速行驶和加减速行驶两种状态下层间粘结状态对沥青路面力学影响。结果表明,层间为滑动状态时最大剪应力极值可达到2.64MPa,对上面层抗剪切破坏非常不利;层间粘结状态不佳对沥青面层抗疲劳开裂不利,且对上面层的影响大于下面层,匀速行驶时上、下面层层底拉应变最大值分别为282.6με和90.0με;层间粘结条件不好时,沥青层层底拉应变随水平力系数变化明显,更容易受到复杂行车状态的影响。     

重载沥青路面面层剪应力分析

采用目前常用的有限元方法,对沥青路面典型结构,针对不同轴载作用下,沥青面层内部剪应力的变化规律进行了分析探讨,研究发现了典型结构下的最大剪应力一般位于路面结构中面层,并且与轴载呈现良好的正相关关系。     

车路相互作用下沥青路面材料弯曲破坏研究

为分析车辆荷载作用下沥青路面面层底部材料产生的弯拉破坏,构建了路面与二自由度1/4车辆的离散元相互作用模型,以计算在路面不平顺激励下的车路相互作用力和路面沥青材料的宏细观动态响应.另外,选取面层沥青材料进行弯曲破坏试验,得到了沥青材料在加载过程中裂缝产生和开裂时的应变场分布.在此基础上,应用PFC2D软件构建沥青材料离散元模型来模拟其加载破坏过程,以探究车路相互作用下沥青面层的弯曲细观破坏机理.研究发现:弹性阶段后,沥青材料内部开始出现微裂纹,随着车辆荷载增加,材料最薄弱区域的微裂纹汇集成宏观裂纹直至破坏;在一定数值范围内,沥青材料空隙率对其抗开裂性能影响较大.试验结果证实了数值模拟的准确性.     

水泥稳定碎石基层裂缝处治实践及体会

水泥稳定碎石基层具有强度高,整体性、稳定性和耐久性好等特点,被广泛应用于道路路面结构中,但其缺点是抗变形能力差,易产生裂缝。裂缝处理不当将会反射到沥青面层,使得路面遭到破坏。结合杭州湾新区兴慈八路水泥稳定碎石基层裂缝处治实例,分析了裂缝产生的原因,提出了处治措施及预防对策,减少路面病害,从而使沥青路面能正常使用。     

沥青面层厚度对路面结构力学指标影响分析

通过拟定不同的半刚性沥青路面结构组合,利用Bisar3.0软件进行路面结构力学计算,着重分析了路面沥青层厚度的变化对基层层底拉应力、基顶压应变以及面层剪应力的影响规律,为相关路面结构力学指标的研究提供指导。     

重载交通对沥青路面结构受剪、受压性能的影响

根据重载作用图示,分析了重载作用下半刚性基层沥青混凝土路面结构的受拉性能.计算结果表明,重载作用下,沥青中面层和下面层承受较大的剪应力和压应力.对于重载半刚性沥青混凝土路面结构,沥青中、下面层需要有较高的抗剪性能和抗压性能.     

城镇道路路面设计规范与公路沥青路面设计规范中沥青路面设计对比分析

讨论了CJJ 169—2012《城镇道路路面设计规范》与JTG D50—2006《公路沥青路面设计规范》中沥青路面设计方法间的差异。城镇道路路面设计规范在公路沥青路面设计方法基础上借鉴了国外与国内公路最新研究成果,引入了可靠度设计理论方法,并结合城镇道路自身特点,充分考虑面层抗车辙和抗剪切破坏,拓宽了应力应变分析范围,在设计控制指标上增加了沥青层剪应力与沥青层层底拉应变来控制路面的剪切破坏与柔性基层的疲劳开裂破坏。算例对比分析表明,两种规范计算结果存在差异,根据公路沥青路面设计规范计算的路面厚度结果偏薄,设计时应结合实际情况给予区别对待。     

基于Abaqus蠕变本构的重载路面车辙分析

车辙是高温地区半刚性基层沥青混凝土路面典型破坏形式之一。重载交通以及重载交通下车辆的行驶速度对路面永久变形有一定的影响。采用大型商用有限元软件Abaqus,分析在高温重载条件下,车辙产生过程中沥青混凝土面层蠕变的发展规律,并比较重载交通下车辆的行驶速度对于路面车辙的影响。结果表明,重载交通对路面的永久变形影响明显,车辙深度随轴重的增加而增加。同时,随着累计荷载作用次数的增多,前期的路面变形发展较快,后期逐渐趋于稳定。随着重载交通下车辆的行驶速度的加快,路面车辙呈减小的趋势,与荷载的影响程度相比,行驶速度对于车辙的影响较小,但不容忽视。     

沥青面层设计参数对沥青层剪应力的影响规律

通过改变上、中、下面层的厚度、弹性模量等设计参数,应用Bisar3.0程序计算分析了沥青层在重载高温组合作用下的剪应力分布规律,以期为有效解决重载高温下沥青路面车辙病害提供思路。     

高速公路桥面沥青面层水破坏初探

针对高速公路桥面沥青面层最易遭受破坏，且绝大部分的破坏现象是水破坏的问题，论述了高速公路桥面沥青混凝土破坏的原因及解决的措施，使水破坏现象得到有效地治理。     

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3cm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。     

改扩建公路沥青混凝土路面损坏特性与预防

结合工程实践，从裂缝和水损坏两方面分析了沥青混凝土路面的损坏特性，提出了沥青混凝土路面损坏预防措施，以提高路面施工质量，延长沥青混凝土路面的寿命，从而提高投资效益。     

导电沥青混凝土的电热和力学性能研究

以碳纤维作为导电材料,以沥青混合料为基体,可以制备出导电性能优良,用于路面融冰化雪的沥青路面材料.研究其导电机理、电热性能以及在车辆荷载作用下内部应力分布.数值算例表明,导电沥青混凝土具有优良的力学性能,能满足道路行车需求,且在一定的输入电压下产热,可以融化路面冰雪,有效地抵制冰雪灾害对交通运输的不利影响.     

重载作用下大碎石柔性基层的抗车辙性能

基于重载,通过室内试验,采用考虑运动车辆与不平整路面相互耦合作用的更加符合实际的汽车动载模型而建立起来的具有较高精度的车辆动力作用下沥青路面车辙计算与预估的方法,对大碎石柔性基层的抗车辙性能进行研究;并通过试验路的跟踪观测对试验成果和三维动载数值计算结果进行了验证。结果表明,重载作用下车辙主要是由横向剪切引起的,采用低标号沥青、压碎值小的优质集料和合理级配的大碎石柔性基层路面的抗车辙能力并不比传统的半刚性基层沥青路面差。     

重载交通柔性基层沥青路面结构力学响应及设计指标

对重载下柔性基层沥青路面结构进行力学计算,分析路表弯沉、结构层层底拉应力和拉应变、路表剪应力等力学指标随荷载的增大而发生的变化,给出柔性基层沥青路面的主要破坏特征。结合国内外长寿命柔性基层沥青路面的研究,提出重载交通下柔性基层沥青路面设计指标。     

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。     

浅谈重载沥青路面的设计

阐述了重载交通作用对沥青路面疲劳以及车辙性能的影响，并探讨了剪应力在面层的分布，针对剪应力是造成路面疲劳和车辙的主要因素，从路面的材料设计及结构设计方面提出了相应的措施，对重载路面的设计有一定的指导作用。