移动荷载作用下沥青加铺层结构动力响应分析

采用动力分析的三维有限元法,对移动荷载作用下的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的动力响应进行了分析,研究了车辆行驶速度、沥青加铺层模量、路面结构的阻尼系数等参数变化对旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力及弯沉的影响程度,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠性分析

针对旧沥青路面加铺水泥混凝土层后在使用过程中受到的不确定性影响因素(如荷载、环境及材料自身等因素)影响,建立了基于三维有限元的可靠性计算模型,提出考虑不确定性因素的可靠度计算方法,对于旧沥青路面加铺层设计具有重要的现实意义.通过有限元中的可靠性分析工具,利用蒙特卡罗的拉丁超立方法抽样方法,将影响路面可靠性因素视为输入随机变量,获得了加铺层厚度、累计当量轴次、旧路顶面当量回弹模量等路面设计参数对旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠性的影响规律,为有针对性地提高旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠度提供了决策依据.     

基于应力吸收层的水泥混凝土沥青加铺路面力学特性分析

为了研究设置应力吸收层后旧水泥混凝土沥青加铺路面结构的力学响应,采用有限元分析方法,建立水泥混凝土加铺路面接缝在最不利温度时的温度-荷载耦合模型,对不同沥青加铺层厚度、模量和不同应力吸收层厚度、模量工况下的温度应力与温度-荷载耦合应力进行研究.根据计算结果,提出了沥青加铺层、应力吸收层的合理厚度范围,并对加铺层与吸收层的模量加以控制.     

考虑层间接触的旧水泥混凝土路面 加铺厚沥青层的力学分析

基于试验路段省道120线的路面技术状况,利用有限元软件ABAQUS建立旧水泥路面加铺厚沥青层的三维力学分析模型,并考虑了旧路面与加铺层的层间接触和旧路面间接缝.首先计算分析了结构的温度场,然后分析了结构在温度荷载和车辆荷载耦合作用下调平层厚度对结构力学响应的影响及各结构层的功能需求.得出以下结论：在典型高温天气下,面层顶部的温度高于55℃;温度场变化幅度较大的范围在0~30 cm,增加加铺层厚度可降低因旧路面结构引起的温度应力;加铺层承受了较大的竖向变形,上面层和调平层承受较大的拉应力,是路面由上而下开裂和由下向上疲劳开裂的主要原因;上面层承受着较大的压应力和剪应力,同时下面层和调平层也承受了较大的剪应力;增加调平层厚度,可有效降低调平层的拉应力、压应力和剪应力,可以较大降低对旧路面结构的抗拉强度要求,从而增强了结构抗反射裂缝能力和抗疲劳能力;根据力学分析,给出了各加铺层混合料设计建议.研究成果为改善道路材料设计和提高加铺结构耐久性提供力学理论依据.     

沥青加铺旧混凝土路面复合结构行为分析

目的为探求圆形均布荷载作用下双层地基上沥青加铺旧水泥混凝土路面复合结构的受力性能.方法采用弹性地基上的多层薄板理论,建立了双层地基上多层复合路面的统一计算模型.结果得出了有沥青加铺层刚性路面的求解方法,其混凝土板底弯沉及应力值与AN-SYS有限元分析结果吻合较好.同时对有沥青加铺层的旧水泥混凝土复合路面进行了参数分析.结论混凝土板底最大弯沉随沥青层和旧混凝土板厚度、弹性模量及路基回弹模量增大而减小;混凝土板最大应力值随沥青层和旧混凝土板厚度、沥青层弹性模量及路基回弹模量的增大而减小,并随混凝土板弹性模量增大而增大.其中混凝土板厚度和路基回弹模量影响最为显著.     

应力吸收层沥青混合料配合比研究

加铺沥青面层是旧路改造的主要形式之一,但是在温度应力和荷载应力周期性重复作用下,沥青加铺层的相应位置就容易产生反射裂缝,因而会降低路面的平整度和使用性能。从材料试验的角度把Superpave理论中的体积设计法与马歇尔设计法相结合,进行应力吸收层材料配合比设计的研究,通过对沥青混合料路用性能的检验,体现出应力吸收层在延缓或抑制旧水泥混凝土路面的反射裂缝方面具有一定的优越性.     

水泥混凝土路面应力吸收层功效分析

由于旧水泥混凝土路面接缝点存在应力集中,旧水泥混凝土路面上的加铺层极易产生反射裂缝;而设置了应力吸收层的水泥混凝土路面加铺层却得到良好的改善,为了验证水泥混凝土路面中应力吸收层的功效并探究功效大小,利用有限元原理,对设置应力吸收层和未设置应力吸收层的加铺层路面结构进行分析;通过建模分析,结论数据表明,设置应力吸收层后,水泥混凝土路面接缝点的加铺层结构受到的应力得到很大程度的缓解,从而有效控制反射裂缝的发生和延伸恶化,延长了公路的使用寿命.     

基于旧水泥路面加铺层的层间功能层研究

在旧水泥路面加铺新水泥混凝土面层时设置层间功能层具有良好的使用效果。借鉴马歇尔设计理念并结合功能层的特殊层位功能进行层间功能层沥青混合料设计,研究设置功能层后加铺层和基层的应力改善情况。结果表明:设置4 cm厚的AC-10沥青混合料功能层后面层底部温度应力降低18%,基层底部的荷载应力降低16%,且具有良好的防水及应力吸收作用,对减少加铺水泥混凝土路面的早期破坏,延长加铺新水泥混凝土路面使用寿命具有重要意义。     

路面沥青加铺层层底荷载应力三维有限元分析

反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青加铺层早期破坏的主要形式之一.加铺层层底裂缝处的荷载应力集中是引起反射裂缝的主要原因.通过建立水泥混凝土路面沥青加铺层有限元模型的方法,计算车轮荷载位于最不利位置时,沥青加铺层的厚度及轴载重量对加铺层层底荷载应力的影响,为防止或减缓加铺层的反射裂缝提供参考.     

旧沥青路面加铺层结构层间工作状态研究

为有效抑制旧沥青路面加铺层结构的层间破坏,建立有限元模型,通过分析水平荷载、加铺层厚度与模量、旧路当量回弹模量、旧路横向开裂等因素对旧沥青路面与加铺层结构层间内力影响规律,进而确定了不同水平摩擦系数对应的旧沥青路面与加铺层结构层间剪应力范围,以及不同加铺层厚度的层间压应力范围,建议在加铺层结构及层间材料设计时取最不利状态的层间内力.研究结论对沥青路面加铺层结构设计及层间材料技术指标要求具有参考价值.     

沥青加铺层反射裂缝形成机理研究

反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青加铺路面的主要病害之一,直接影响了路面的使用功能和使用寿命。反射裂缝导致面层开裂、剥落,路面水沿裂缝下渗,使路面发生损坏。因此延长旧水泥路面沥青加铺层的使用寿命,减少沥青路面的反射裂缝是沥青加铺层设计面临的主要问题。本文在深入分析反射裂缝形成机理的基础上,提出了反射裂缝的预防及治理措施。     

水泥混凝土路面沥青加铺结构行为特性分析

通过资料收集、现场调查福建省各地公路和城市道路的“白改黑”工程现状,总结水泥混凝土路面沥青加铺结构的病害类型、特征、原因,得出水泥混凝土路面沥青加铺工程病害主要包括：反射裂缝、推移、车辙、沉陷及其引起纵向裂缝、网裂、坑槽和磨光。反射裂缝、推移是“白改黑”结构主要的破坏模式。旧板接缝、裂缝两侧弯沉差过大、结构设计不舍理是病害的诱发因素,重载、车辆行驶状态等其他因素加快病害的发生和发展。“白改黑”结构存在反射裂缝是不可避免的固有特性,应控制水泥混凝土路面加铺沥青面层结构的设计施工与材料的敏感因素,减少旧水泥混凝土板裂缝、接缝的弯沉差,合理设计加铺层厚度,控制粘层油喷洒质量,改善加铺层抗车辙、提高抗剪强度和抗水损害性能。     

沥青路面加铺层结构可靠性分析

为使沥青路面加铺层设计能够充分考虑原路面整体强度的离散程度,建立旧沥青路面加铺层可靠性分析与评价方法.依据现行沥青加铺层的设计方法,建立以设计弯沉和容许拉应力为控制指标的极限状态方程,给出路面结构可靠性及其度量方法.应用蒙特卡罗法对路面结构可靠度进行了计算.在一定的参数变化范围内,分析沥青加铺层可靠度随旧路当量模量、加铺厚度以及面层模量的变化规律,并用实例对沥青加铺层的可靠度衰减趋势进行了分析.结果表明:加铺厚度和模量对沥青加铺层的可靠度影响很小,加铺层可靠度主要取决于旧路面当量模量和均匀性.提高旧路面的整体强度、降低其不均匀性是有效提高沥青加铺层可靠度的关键.     

SMA-5应力吸收层在旧水泥路面加铺改造中的应用研究

为减少和延缓旧水泥板沥青加铺层反射裂缝的产生,在分析研究各种夹层材料应用效果和SMA-5作为应力吸收层性能要求的基础上,设计了SMA-5应力吸收层的配合比,采用搓揉成型的方法改进了马歇尔试件,并对SMA-5沥青混合料的各项路用性能进行了试验研究,且成功的铺筑了试验路.结果表明:SMA-5沥青混合料可以作为夹层材料,并起到了很好的应力吸收效果.此项研究成果对于旧水泥混凝土路面加铺改造具有重要的工程实用价值,SMA-5应力吸收层具有广阔的应用前景.     

硅-铁均匀包覆型复合粉的制备方法

为探索APP改性沥青油毡作为旧水泥路面沥青加铺层间结构的防裂机理及效果,进行了层间水平拉伸试验、实体工程验证及现场芯样的直剪试验。研制了层间水平拉伸试验台,对其机械组成及工作原理进行了阐述,并将APP油毡作为层间材料进行了水平拉伸试验,表明试验机具有良好的机械性能,且APP油毡具有比其它材料良好的层间防裂性能。将APP油毡应用于试验路,现场钻芯验证了APP油毡具有良好的层间粘结及工作性能。用现场所取芯样的直剪试验表明,有APP油毡夹层芯样剪切破坏位移为7.5 mm,比无油毡夹层时多3.0 mm。试验结果表明:APP改性沥青油毡路用性能良好,作为夹层结构防止旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝效果明显。     

旧水泥混凝土路面路况评价与沥青加铺层设计

结合湖北省某三级路改造的工程实践,采用最新《公路水泥混凝土路面设计规范》所述方法,对旧水泥混凝土路面进行了路面损坏状况调查评定、接缝传荷能力和板底脱空状况调查评定和路面结构参数调查等.并针对不同路况,提出了相应的沥青层加铺改造方案.     

"白加黑"复合路面结构应力分析

加铺沥青面层是旧水泥混凝土路面改造的一种常用的方法,在"白加黑"复合结构路面中,由于荷载的作用沥青加铺层底面在接缝处会产生应力集中及变形。结合马鞍山市水泥混凝土路面白加黑改造的实际工程,利用ABAQUS有限元计算软件,找出影响"白加黑"复合路面结构应力的主要因素,减缓反射裂缝的产生,为工程实践提供理论依据。     

沥青加铺层反射裂缝的预防措施

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一,控制反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面加铺层设计的关键．目前国内外许多学者及工程技术人员针对反射裂缝的产生机理进行了大量的研究工作,取得了一定的成果并已用于工程实际．结合旧水泥混凝土路面做沥青加铺层的有效尝试,对常用的防止或减缓沥青加铺层反射裂缝的方法及机理进行了分析和阐述．     

旧水泥路面冲击碾压技术改造后应力分析

通过工程实践证明,旧水泥混凝土路面使用冲击压路机打裂后加铺沥青面层,可以有效地减少加铺层内反射裂缝的产生和发展,但该技术防反射裂缝的作用机理还不是很明确.本文以HB-XD高速公路改造工程为背景,应用ANSYS有限元方法建立分析模型,在研究反射裂缝扩展模式的基础上,研究冲击后碎块对沥青加铺层的应力响应,从而揭示冲击碾压技术能够有效减少反射裂缝、减小车辆荷载应力、温度应力等的原因.