公路土基回弹模量分析与研究

土基回弹模量是公路路基、路面施工中应予以重点关注和控制的技术指标,本文从土基回弹模量的概念及研究意义入手,结合工程实例阐述了公路工程中常用的土基回弹模量测试方法,并分析了土基回弹模量的影响因素。     

路基弯沉与回弹模量换算关系仿真分析

通过对路基弯沉和路基回弹模量的有限元分析,对有关规范提供的路基路面的回弹弯沉和当量回弹模量两者换算关系的经验公式提出了不同看法,提出了新的换算公式,并用实测数据进行了可靠性分析,从而为工程实际提供参考。     

材料回弹模量和路面结构厚度对路表弯沉的影响研究

通过对路面结构材料参数、结构层厚度对路表弯沉的影响分析,得出沥青面层的回弹模量和厚度变化对路表弯沉的影响相对较小,弯沉曲线基本呈线性,沥青面层随着回弹模量或厚度的增加路表弯沉降低的幅度变化不大;基层、底基层、路基回弹模量的变化对路表弯沉影响较大,随着回弹模量的增加路表弯沉降低的幅度逐渐减小,弯沉曲线呈明显的非线性;基层、底基层厚度的变化对路表弯沉的影响比回弹模量的影响大,弯沉曲线略呈非线性的结论。同时提出了根据路面材料和路基回弹模量,合理组合路面结构厚度的沥青路面优化设计建议。     

水泥稳定碎石设计参数研究

基于重载交通和现代测试技术的发展,采用材料试验机(MTS)环向引伸仪法实测了水泥稳定碎石的回弹模量和泊松比,并用BISAR程序计算了回弹模量和泊松比的变化对给定路面结构剪应力和拉应力的影响规律.结果表明:水泥稳定碎石的回弹模量和泊松比均随荷载的增加而增加;水泥稳定碎石回弹模量和泊松比的变化对路面结构剪应力和拉应力的影响不明显;超载对路面结构剪应力和拉应力的不利影响显著.     

MHB碎石化后水泥混凝土路面的质量控制

介绍了碎石化设备MHB在旧水泥混凝土路面改造过程中的应用和适用范围。对碎石化后的原路面作为新沥青混凝土路面的基层,提出了其当量回弹模量的计算方法。并采用粒径和回弹模量控制碎石化后路面的质量和效果。     

含水量对路基回弹模量影响分析

在我国路面的设计、施工质量以及使用性能的评价中,路基回弹模量是反映路基承载能力的主要力学参数,它的确定直接影响到路面的设计厚度,所以,路基回弹模量的研究具有十分重要的意义。本文选定三种不同类型路基填料,分析在压实度不变时路基回弹模量随含水量的变化情况,得出不同土质情况下含水量与回弹模量的经验关系,同时为室内确定最佳含水量提供参考。     

水泥混凝土路面技术及路基处理实例

介绍了混凝土路面技术和基本设计理论，针对某工程地质条件，采用土基处理措施，该措施提高了路床土基回弹模量，满足了工程的设计和质量要求。     

旧水泥路面共振碎石化后顶面当量回弹模量分析

以福州、泉州等地三条旧水泥路面实体工程为依托,分析了不同共振碎石化设备的异同点,通过承载板试验,计算了旧水泥路面共振碎石化后顶面当量回弹模量。基于以上,进行了沥青路面加铺结构设计。结果表明,共振碎石化后旧路的顶面当量回弹模量取值较小,代表值约为180MPa;共振碎石化后的加铺结构设计可按柔性基层的沥青路面结构进行设计;为保证加铺面层厚度适宜,建议共振碎石化后的顶面当量回弹模量应大于250Mpa,并根据不同交通量等级下进行结构设计计算。     

土基对沥青路面结构设计的影响分析

从路面结构概念设计的角度分析土基对沥青路面结构设计的影响。通过典型的沥青路面结构,选用合适的路面结构参数,采用Bisar计算程序对路面结构进行力学分析。计算分析结果表明,随着土基回弹模量的增加,路面结构层的力学性能得到明显改善,路面的理论寿命也大为提高。还从提高土基回弹模量的角度,提出了优化沥青路面结构设计的一些方法。     

基于ABAQUS模型的再生沥青路面结构力学性能分析

为论证再生混合料作为沥青路面面层结构层应用于工程实际的可行性,依托乌鲁木齐市九家湾立交桥沥青再生试验段的实际路面结构,结合乌鲁木齐市常用的路面结构,对试验段路面结构的力学模型进行了分析研究。通过回弹模量室内试验确定了回弹模量和泊松比;再针对该路面结构的力学响应,采用有限单元法解决了弹性力学中的各种复杂边界条件问题,建立了路面结构模型,并运用三维模型进行了静力分析;最后应用ABAQUS软件建模,分析了试验段实际应用结构在标准荷载形式下的水平拉应力、竖向压应力、竖向位移和剪应力的分布规律。通过力学响应分析可知,用再生混合料替换后的面层结构力学性能有所改善,从理论上验证了再生混合料应用于面层结构的可行性。     

水泥稳定碎石静态模量与动态模量比较

分析了静态模量和动态模量的定义及试验方法,并采用MTS(材料试验机)对3种水泥用量的水泥稳定碎石进行了不同荷载级位下的静态模量和动态模量试验.结果表明,动态模量试验方法更符合路面实际受力状况;水泥稳定碎石不是纯粹的弹性材料,其动态模量随水泥用量的增加而显著增加;静态模量和动态模量均随荷载的增加而增加;相同荷载级位下,水泥稳定碎石的动态模量比静态模量大,两者的比值约为1.2～1.6.     

二广高速公路湖北襄荆段路面分层结构情况分析评价

通过FWD弯沉盆数据,分析了二广高速公路湖北襄荆段路面分层结构情况.结果显示襄荆高速公路的土路基情况良好,有效回弹模量主要在180 MPa和250 MPa之间,能在交通荷载作用下对其上面的路面结构层提供好的承托.     

泡沫沥青冷再生混合料力学性能与结构参数研究

本文对泡沫沥青冷再生混合料的力学机理与路面维修结构层应用进行了阐述。通过在不同材质界面的粘结力试验对比了泡沫沥青与热沥青在粘结性能上的差异;根据不同混合料级配下的无侧限抗压强度与劈裂强度试验,分析了强度性能指标与混合料级配之间的相关程度,验证了泡沫沥青冷再生混合料在控制指标上的合理性。最后,通过抗压回弹模量的回归方差分析,提出了抗压回弹模量的建议取值,为泡沫沥青冷再生路面结构设计提供参数。     

Resilient modulus prediction of soft low-plasticity Piedmont residual soil using dynamic cone penetrometer

Dynamic cone penetrometer (DCP) has been used for decades to estimate the shear strength and stiffness properties of the subgrade soils. There are several empirical correlations in the literature to predict the resilient modulus values at only a specific stress state from DCP data, corresponding to the predefined thicknesses of pavement layers (a 50 mm asphalt wearing course, a 100 mm asphalt binder course and a 200 mm aggregate base course). In this study, field-measured DCP data were utilized to estimate the resilient modulus of low-plasticity subgrade Piedmont residual soil. Piedmont residual soils are in-place weathered soils from igneous and metamorphic rocks, as opposed to transported or compacted soils. Hence the existing empirical correlations might not be applicable for these soils. An experimental program was conducted incorporating field DCP and laboratory resilient modulus tests on “undisturbed” soil specimens. The DCP tests were carried out at various locations in four test sections to evaluate subgrade stiffness variation laterally and with depth. Laboratory resilient modulus test results were analyzed in the context of the mechanistic-empirical pavement design guide (MEPDG) recommended universal constitutive model. A new approach for predicting the resilient modulus from DCP by estimating MEPDG constitutive model coefficients (k₁, k₂ and k₃) was developed through statistical analyses. The new model is capable of not only taking into account the in situ soil condition on the basis of field measurements, but also representing the resilient modulus at any stress state which addresses a limitation with existing empirical DCP models and its applicability for a specific case. Validation of the model is demonstrated by using data that were not used for model development, as well as data reported in the literature.     

沥青稳定碎石排水层的设计

以高等级公路沥青路面的典型结构形式作为未设排水层的路面结构原型,通过不同的设置层位分析对排水层的回弹模量和厚度的要求,探讨设置排水层路面结构的一些结构参数适宜的取值范围,对不同设置层位的路面结构的技术指标进行比较分析,得出较优的层位设置方案。     

考虑拉压模量不同的沥青路面力学计算方法与分析

现行沥青路面设计理论为传统的线弹性理论,设计时采用抗压回弹模量作为材料刚度参数,并未充分考虑道路材料拉压模量具有显著差异的特点。为此,文章将双模量理论(即拉压模量不同弹性理论)引入到路面力学分析中,基于迭代思想建立考虑材料拉压模量不同的沥青路面结构数值计算方法,且利用ABAQUS二次开发平台UMAT编制计算子程序,对典型沥青路面结构进行力学分析。结果表明：路面关键点位的力学响应,基于双模量理论与传统线弹性理论的计算结果之间的偏差高达30%～50%,应引起高度重视;沥青路面表面存在着较大的拉应力和拉应变,应为沥青路面破坏源之一,建议将沥青面层的设计点位从层底移至路表轮隙区;应用双模量理论对路面结构进行力学分析可有效地解决道路材料弹性模量的不唯一性问题。     

PFWD在某高速公路施工质量监测中的应用

依托江门至肇庆高速公路项目,介绍便携式落锤弯沉仪( PFWD)在施工质量控制中的应用,通过对该高速公路各结构层强度进行检测,得到回弹模量分布,并根据检测数据着重分析了高等级沥青路面施工控制要点.     

级配碎石层在2种典型路面结构中的计算分析

以长沙市武广片区道路试验段为依托工程,通过理论分析和3D有限元数值分析、工程应用与后期跟踪检测相结合等技术手段,对级配碎石层应用于2种典型道路路面结构(柔性结构和倒装结构)的性能差异进行了研究。利用大型有限元分析软件ABAQUS建立路面结构的3D模型,充分考虑了级配碎石层的弹塑性,对柔性结构、倒装结构在单次平面均布矩形荷载作用下的力学响应进行了分析;通过变化级配碎石层的回弹模量和厚度,对2种路面结构的力学指标峰值进行了敏感性分析。试验段检测结果表明,采用3D有限元模型分析路面结构能较真实地反映路面结构的实际力学响应。     

集装箱荷载下吹填港口地基工作区深度分析

围海造陆逐渐成为沿海地区解决港口建设用地的主要途径之一。目前对于围海造陆港口吹填地基在集装箱荷载下工作区深度的研究鲜有报道。通过现场足尺试验研究了港口地基中附加应力及地基回弹模量的变化规律,试验结果表明：3层集装箱加载工况下附加应力与自重应力比等于0.2和0.1的深度分别为1.80,2.60m；地基回弹模量随砂垫层厚度增加而增加,砂垫层较薄时地基回弹模量值较离散。随后,采用FLAC^3D建立数值分析模型,其中铺面结构采用理想弹性模型,地基采用M-C模型。模拟中对不同集装箱层数加载工况和不同砂垫层厚度工况下,地基中的附加应力、竖向应变及侧向位移等参数进行了系统分析。