薄层沥青-水泥混凝土复合式路面轴载换算研究

薄层沥青-水泥混凝土复合式路面作为新型的重载交通路面结构,针对其轴载换算的研究较少,而轴载换算是路面结构设计中最重要的步骤之一,所以对其轴载换算的研究尤为重要。以弹性层状体系理论为基础,以路表弯沉值、水泥混凝土板层底拉应力、沥青面层层底拉应力为换算指标,通过变换不同的轴载及胎压,采用apbi弹性层状体系程序计算了薄层沥青-水泥混凝土复合式路面轴载换算公式中的轴载比指数b值,得出以路表弯沉值为换算指标的b值为0.984,以水泥混凝土板层底拉应力为换算指标的b值为0.49,而通过计算发现该种路面结构形式沥青面层为受压层,认为以沥青面层层底拉应力为换算指标不适用于该结构,推荐以路表弯沉值做为薄层沥青-水泥混凝土复合式路面轴载换算指标。     

半刚性基层沥青路面最大拉应力点位分布研究

为了深入研究半刚性基层沥青路面最大应力点位的分布,通过建立沥青路面结构力学模型,分析了半刚性基层沥青路面结构剪应力和拉应力在不同层间接触条件下的分布规律,从中得出剪应力和拉应力最大值对应的点位,然后研究了车辆荷载、面层模量和厚度对最大应力点位的影响。结果表明：在不同层间接触条件下,最大剪应力点位在轮胎中心点对应下距路表6 cm深度处;面层最大拉应力点位在轮胎中心与轮胎边缘之间中心点对应下的下面层层底处;基层最大拉应力点位在轮隙中心点对应下的基层层底处。     

半刚性路面材料试验研究

一、引言目前,我国高等级公路普遍采用半刚性基层沥青路面结构。层状体系理论分析表明:采用半刚性基层后,由于其弯拉模量较沥青面层为高,因此沥青面层的弯拉应力很小,甚至受压;沥青面层可只作功能层看待,其厚度按功能要求选择,可以减薄,路面的主要矛盾转化为控制沥青面层高低温病害的发生。然而采用半刚性基层后,沥青面层的剪应力却增大了,若温度升高,沥青混合料的抗变形能力会降低,此时这种较大的剪应力易导致面层的拥抱、推移等病害,特别是当采用薄沥青面层时,会加剧病害的程度。当温度降低时,沥青混合料模量提高,这一方面使温度应力增加,导致沥青面层的收缩开     

基于应变等效的柔性基层沥青路面轴载换算方法研究

根据国内外研究成果,选用路基顶面压应变和沥青层底弯拉应变作为柔性基层沥青路面设计指标。利用APBI程序,计算了不同柔性基层沥青路面在不同胎压、不同轴重作用下的路基顶面压应变和沥青层底弯拉应变。根据轴载换算等效原则,分别计算了基于路基顶面压应变和沥青层底弯拉应变的不同柔性基层沥青路面在轴重、胎压不同工况组合下的轴载换算指数。研究结果表明:与以沥青层底弯拉应变为设计指标相比,基于路基顶面压应变的轴载换算方法受结构组合、轴重和胎压的影响较小,更适宜用于柔性基层沥青路面的轴栽换算。     

沥青路面裂缝发展的预测方法

沥青路面裂缝的发展与路面弯沉强度和累计交通量有密切关系。各种结构的沥青路面都可以按本文所述的方法建立起裂缝发展的预测图式,供养护管理使用。     

水力压裂裂缝应力场变化规律

水力压裂过程中裂缝周围应力场对裂缝的转向、扩展有重要影响,研究裂缝周围应力分布影响因素对压裂参数优化设计具有指导意义。基于裂缝扩展有限元方法,建立了裂缝扩展的数学模型,利用Abaqus软件研究了不同裂缝倾角（裂缝与最小水平主应力方向夹角）、主应力差（最大水平主应力与最小水平主应力之差）对裂缝壁面正应力和剪应力的影响;不同射孔角度（射孔方向与最小水平主应力方向夹角）对裂缝延伸轨迹和裂缝壁面剪应力、切向位移的影响;不同射孔簇间距对裂缝几何形态、剪应力、孔隙压力的影响。研究表明：当裂缝倾角增加时,裂缝壁面的正应力逐渐减小,剪应力呈先增大后减小的趋势,且在裂缝倾角为45°时达到最大;当裂缝倾角不变时,裂缝壁面正应力和剪应力随主应力差的增加而增加;裂缝转向半径随着射孔角的增加而减小;在主应力差高于6MPa时,45°射孔角有利于裂缝入口岩石产生剪切破坏;在多裂缝同时扩展过程中,当裂缝间距减小时,应力干扰区域内的剪切应力逐渐变大、裂缝周围流体分布逐渐减少;对于高应力差储层改造,采用缩小簇间距和45°方向射孔的密切割射孔方式有利于岩石产生剪切破坏。     

沥青混合料的材料特性对沥青路面力学响应的影响

为了给沥青路面结构的分析与设计提供参考,采用三维有限元仿真分析方法,在弹性假设下以渗透系数、阻尼系数及横观各向同性系数分别表征沥青混合料的多孔介质、阻尼及横观各向同性特性。分析了不同沥青混合料材料特性对典型沥青路面结构力学响应的影响,并对结果进行了比较。结果表明:考虑阻尼特性时,半刚性基层及柔性基层沥青路面面层层底拉应变设计标准偏于危险;考虑多孔介质特性时,柔性基层沥青路面面层层底拉应变设计标准偏于危险;考虑横观各向同性特性时,半刚性基层及柔性基层沥青路面路基顶面竖向压应变设计标准偏于危险。     

石灰土基层的缩裂及防治

石灰稳定土具有材源丰富、适用范围广、施工简便和造价低等特点,广泛用于高等级公路的底基层,尤其作为地方公路路面结构的基层取得了良好效果。但石灰稳定土抗拉强度低,易产生收缩裂缝,在基层上铺筑沥青面层后(尤其沥青面层较薄时),基层裂缝会反射到面层,使面层强度降低,路面水     

岩石力学参数影响断背斜内张裂缝发育带的概念模型

在对库车坳陷克拉苏构造带内断背斜的构造裂缝研究中,发现断背斜内转折端发育张裂缝发育带,且张裂缝发育带的单井测试产量高,是断背斜内的油气高产区,深化研究张裂缝发育带及其影响因素对于油气勘探开发具有重要意义。前期工作发现张裂缝发育带受背斜"中和面"的控制,而岩石力学参数对断背斜内张裂缝发育带的影响还不清楚。因此,以库车坳陷克拉苏构造带内断背斜为背景,通过有限元数值模拟方法,建立了不同岩石力学参数的二维力学概念模型,分析了杨氏模量、泊松比和粘度比对张裂缝发育带的影响。结果表明:在杨氏模量大于70 GPa时,最大应变值随着杨氏模量增大而快速增大;随着杨氏模量的增加,张裂缝发育带的宽度和厚度总体上呈现线性增加的特征。在杨氏模量大于40 GPa条件下,随着泊松比增加,最大应变值和张裂缝发育带的宽度总体上缓慢增加。在粘度比小于25的情况下,最大应变值为0,不存在张裂缝发育带的宽度和张裂缝发育带的厚度;在粘度比大于25的情况下,最大应变值开始大于0且逐渐增大,张裂缝发育带的宽度和张裂缝发育带的厚度都随着粘度比的增加而增加。     

有限元构造应力场研究在苏里格气田水平井开发中的应用

建立了苏里格气田的地质构造模型,利用有限元分析方法,对苏里格气田进行了地应力场有限元反演和三维构造应力场的数值模拟,模拟出区域最大主应力、最小主应力、最大剪应力和岩石应变能的分布规律,进而预测区域天然裂缝的分布规律,同时分析了构造应力场在水平井压裂中对水力裂缝启裂方位、裂缝规模的控制作用等,为气田水平井整体开发井网部署及压裂设计提供借鉴。     

温度应力下沥青路面表面裂缝扩展的数值模拟研究

基于线弹性断裂力学的有限元法，分析了沥青路面开裂以后的温度应力及裂缝在温度作用下的扩展规律．对裂缝尖端的应力强度因子及其与路面温度分布和路面材料特性参数之间的关系进行了数值分析。分析结果表明，在沥青路面的抗裂设计中，合理设计沥青面层的厚度和优选温缩性小的路面材料是提高沥青路面抗裂性能的两个重要方面。     

影响沥青混凝土路面车辙因素分析

对沥青混合料出现车辙破坏的因素进行分析,研究了沥青混合料自身性能因素、环境因素,及不同沥青的混合料组合形式与车辙破坏的关系。并对沥青混合料二次加热重塑对车辙的影响进行研究。通过有限元法计算剪切应力随面层深度的变化关系。结果表明：沥青混合料抗车辙性能随空隙率、油石比、荷载和试验温度的增加而降低,采用高等级的沥青混合料组合可以降低车辙破坏。沥青混合料二次加热重塑会对沥青产生老化,使沥青混合料的动稳定度增大,降低了实验室对其抗车辙性能的预测和评估。计算结果表明,沥青路面在外界荷载作用时,中面层的剪应力通常最大,是最容易出现车辙的部位。     

鄂尔多斯盆地苏10区块地应力与储集层裂缝分布

在分析区域构造应力场特征的基础上,根据有限元法的基本理论,建立了苏10 区块合理的地质、力学模型。通过地应力场的数值模拟,给出目的层的最大水平主应力、最小水平主应力、最大剪应力、平均应力和形变能等值线分布图。根据“三维等效张应力（σ_T）”、“破裂值（I）”和“单位体积的应变能（u）”3 个评价指标得出综合评价系数（R_综）,根据R_综得出的构造裂缝发育区与高产气井及钻井岩心裂缝的吻合程度较高。     

Evaluate thermal cracking resistance of asphalt binder using 4-mm dynamic shear rheometer monotonic test

This study was conducted to evaluate the thermal cracking resistance of asphalt binder using monotonic test by 4-mm dynamic shear rheometer (DSR). The asphalt binder used in this study was extracted and recovered from four field sections of Rochester experimental pavement in Olmsted County, Minnesota. Fracture energy and failure strain obtained from the stress–strain curve were found to be potentially good indicators to investigate low-temperature performance of asphalt binder. It was observed that the fracture energy and failure strain correlate well with transverse thermal cracking in the field. The frequency sweep test to determine shear modulus and the bending beam rheometer (BBR) test to determine the creep stiffness and m-value were conducted to verify the test result.     

路面层间抗裂贴的研制和技术要求

路面层间抗裂贴由于具有加筋作用、消能缓冲作用、隔水防渗作用和自粘的作用，在防止沥青路面反射裂缝方面具有明显效果。玻纤抗裂贴具有无可比拟的优势，这种结构集合了单独使用土工合成材料、应力吸收层材料等的优点，是一种真正能防治路面反射裂缝扩展的有效措施。     

高速交通条件对沥青路面疲劳性能的影响

在MTS810材料试验系统上进行大量的疲劳试验，综合考虑高速行车时，车辆荷载的增大和作用时间的减小对沥青混合料疲劳性能的影响，探求车辆行驶速度与沥青混合料疲劳性能的关系，以及在高速交通条件下提高沥青混合料疲劳性能的主要措施，研究表明，高速行驶的车辆对路面的疲劳破坏比低速行驶时更加严重，高速交通条件下，轻载车辆对路面的疲劳破坏也不容忽视，为了提高沥青混合料的疲劳性能应该选用粘度较大的沥青和合适的矿料级配，适当增加沥青用量。     

Effect of temperature on geosynthetic rutting performance in asphalt pavement

In this research study, a 3D finite element model using ABAQUS software is used to evaluate the rutting performance of reinforced asphalt pavement. In this research study, the effects of three types of geosynthetic layers on the optimum location are studied at temperatures of 20°C, 40°C, and 50°C. According to the model analysis, the middle of asphalt layer is determined as the optimized location of geosynthetic layers in the pavement structure. The results showed that the effect of geosynthetic layers on rutting performance increased with increasing elastic modulus of geosynthetic at high temperature of pavement.