碾压混凝土基层沥青路面温度应力分析

采用ANSYS有限元软件,建立了考虑纵向接缝的温度应力三维有限元计算模型,对碾压混凝土基层的温度应力进行计算,分析碾压混凝土的板长、板宽、板厚、温缩系数、模量、温度梯度及沥青层厚度等7个因素变化下温度应力的变化特征,采用仪表法在室内进行了大量碾压混凝土温缩性能试验。结果表明:与传统半刚性基层相比,碾压混凝土温缩系数更小,同等条件下的温度应力减小40%,抗开裂能力更优;合理的施工工艺和结构组合设计可实现碾压混凝土基层沥青路面的耐久性。     

水泥混凝土路面多孔混凝土基层的接缝间距

根据一维热传导假设,求解水泥混凝土路面的温度场,计算得出多孔混凝土基层顶面的翘曲应力;求解多孔混凝土基层的胀缩应力,提出基层开裂临界温度差的预估方法以及基层开裂时接缝间距的计算方法;推荐了常见路面结构厚度范围多孔混凝土基层的接缝间距。结果表明:当基层施工完成时刻与1 a内最冷时刻基层中部的温度差大于临界温度差时,需要设置横向缩缝,缩缝间距应根据基层与面层、基层与底基层或路基间的摩阻力及多孔混凝土的容许拉应力确定。     

水泥混凝土加铺层贫混凝土基层荷载应力分析

为了分析贫混凝土基层水泥混凝土路面结构的基层和新铺水泥混凝土板的应力情况,以清远~连州一级公路为依托,通过三维有限元分析方法,分析了贫混凝土基层模量、贫混凝土基层厚度、原路面作底基层后的等效厚度和模量以及荷载大小等对新水泥混凝土板和贫混凝土基层板荷载应力的影响。路面结构计算与分析表明:随贫混凝土基层模量的增加,贫混凝土基层板底拉应力逐渐增大,新板板底拉应力逐渐减小;贫混凝土板厚变化在允许的范围内,并不影响按平均板厚计算得到的荷载应力值,设计时可按照平均厚度计算;底基层等效厚度和模量的变化对新加铺水泥混凝土板底部拉应力的影响不显著;荷载的增加是造成荷载应力增加的重要因素,故必须严格控制超载现象。     

水泥混凝土路面结构接缝传荷能力分析

采用Winkler地基不等平面尺寸双层板模型,分析了层间接触条件、基层超宽、结构组合等对接缝弯沉传荷效率LT及应力折减系数λσ的影响.比较了双层路面结构与单层路面结构在基层超宽情况下,接缝弯沉传荷效率LT及应力折减系数λσ的差异.结果表明,层间结合,基层超宽、结构组合变化对LT和λσ的影响很小;层间可分离,基层超宽、结构组合变化对LT和λσ的影响比较显著.揭示了基层超宽在层间接触可分离情况下,弯沉传荷效率变幅△LT及应力折减系数变幅Δλσ随接缝剪切刚度Cw的变化规律.分析结果可用于水泥混凝土路面接缝传荷评价.     

基层对水泥混凝土路面长期性能的影响研究

采用三维有限元法分析了基层参数,包括基层模量、厚度以及层间接触界面特性对水泥混凝土路面板的荷载应力、温度翘曲应力、路表弯沉以及接缝传荷性能的影响。结果表明:提高基层模量和厚度可以有效降低路面在车辆荷载作用下的应力,提高基层的支承刚度,可以减小板角挠度,防止产生初始局部脱空。提高基层的模量和厚度可以改善基层顶面的挠度分布,合理的基层设计可以有效改善接缝的传荷性能。     

水泥混凝土拓宽罩面工程碾压混凝土刚性基层应用研究

针对水泥混凝土路面拓宽罩面结构的受力特征,通过现行设计规范中复合式路面疲劳应力验算、采用有限元对碾压混凝土刚性基层拼接面板板边(纵向板中)位置的拉应力、拉杆受力计算和接缝剪应力的验算.结果表明,尽管随着汽车荷载作用位置不同,沥青罩面层底、混凝土板顶和拉杆的受力有所差异,但均可满足沥青罩面抗剪强度的计算要求.     

水泥混凝土路面接缝板优化设计方法研究

提出接缝板应力回归公式，建立以面层和基层厚度为变量、路面结构总造价最低为目标函数的具有接缝的水泥混凝土路面优化设计数学模型，并根据优化设计思想及非线性规划方法编制出求解优化设计数学模型的计算程序，可供工程设计参考。     

接缝对旧水泥混凝土破碎板加铺层结构内力影响分析

旧水泥混凝土路面存在的接缝是对加铺层使用性能及寿命造成影响的最为直接的原因之一.为此,建立三维有限元模型,分析了水泥混凝土破碎板裂缝接触状态,系统研究了水泥混凝土路面破碎后接缝变化对破碎板沥青加铺层结构荷载应力及温度应力的影响规律.结果表明:接缝宽度的适当减小虽然使加铺层接缝两侧弯沉值有所增加,但有利于降低加铺层中的荷载应力、温度应力,特别是大大降低弯沉差.建议在旧水泥混凝土板破碎实际施工中,尽量减小接缝宽度.     

水泥混凝土路面半刚性基层的适宜厚度

半刚性基层是水泥混凝土路面常用的基层类型。通过计算不同道路等级、累计当量轴次、水泥混凝土面层和半刚性基层厚度条件下水泥混凝土路面的行车荷载疲劳应力和温度梯度疲劳应力,分析其变化规律,提出了水泥混凝土路面半刚性基层的适宜厚度,供工程设计人员参考。     

普通水泥混凝土路面嵌锁型缩缝传荷能力计算分析

回顾了嵌锁类接缝传荷能力研究历史,然后使用刚性路面有限元分析软件EverFE2.24对不同条件下水泥混凝土路面集料嵌锁类缩缝进行模拟,根据计算结果分析了水泥混凝土路面基层刚度、集料粒径、裂缝宽度、面板厚度、气温等因素对接缝集料嵌锁传荷能力的影响.分析表明:气温的变化对接缝集料嵌锁传荷能力影响较大.     

水泥混凝土面板脱空的有限元模型分析研究

水泥混凝土路面在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,板下基础将产生塑性变形累积而导致面层脱空,地面水沿着接缝下渗而积聚在脱空的空隙内,在车轮荷载作用下变成压力水而形成唧泥,导致水泥混凝土面板局部脱空而产生附加应力,在行车荷载作用下,面层应力将会剧增,从而导致水泥混凝土面板的断裂.通过数值分析对路面板角脱空形成机理以及在行车荷载与脱空耦合导致面层板的断裂机理进行分析,同时讨论了路面厚度、路基土和基层模量变化对路面结构的应力状态的影响.     

半刚性基层裂缝或切缝对水泥混凝土路面结构的影响分析

采用三维有限元法对半刚性基层有无裂缝、裂缝宽度变化、裂缝位置变化的水泥混凝土路面结构进行荷载应力及温度应力分析,结果表明：裂缝或切缝的存在使路面结构中面层和基层的荷载应力显著增大,使温度应力有一定程度的减弱。     

旧沥青混凝土路面加铺水泥混凝土层路面结构温度应力分析

目前,国内外对普通水泥混凝土路面的温度应力进行了深入的研究,但对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构温度应力研究尚未开展。根据路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ANSYS为基础,采用三维有限元法,对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构的温度应力进行分析,探讨了加铺层路面结构层参数对温度应力的影响规律,为寻求加铺层结构设计方法提供理论基础及依据。     

分析荷载与温度应力综合作用的混凝土路面设计方法

本文通过计算分析，指出了是否考虑温度应力对水泥混凝土路面设计方法的差异，提出了重新认识其路面力学特性和基层作用的重要性。最后，并探讨了我国与美国ＡＡＳＨＴＯ在水泥混凝土路面设计方面的内在区别。仅供参考。     

CRCP混凝土温度松驰应力分析

根据混凝土徐变的表达式，求得了连续配筋混凝土路面（CRCP）松弛系数的计算表达式，根据CRCP混凝土弹性温度应力计算结果，通过积分得到了年温度线性变化和正弦曲线变化两种情况下松弛应力的计算公式，并进行了数值分析，最后给出了松弛修正系数，用于修正弹性应力的计算结果。     

旧水泥混凝土路面上沥青加铺层力学分析的有限元法

利用三维有限元方法，计算分析了具有接缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层在行车荷载和温度作用下的应力和位移状况，分析了反射裂缝产生和发展的原因以及加铺层厚度在防治反射裂缝中的作用，为合理设计加铺层提供理论依据。     

水泥混凝土路面基层应力验算必要性探讨

针对现行《公路水泥混凝土路面设计规范》,通过双层板应力分析,研究在合理的基层厚度与面板厚度范围内,进行基层应力验算的必要性。利用等刚度原理和几何推导的方法,分析了基层板温度应力,并验证了基层应力验算的必要性。结果表明,在合理范围内的累计荷载作用下,规范建议的基层与面板厚度范围内,由于面板的模量远大于基层的模量,在进行刚性、半刚性基层水泥混凝土路面厚度设计时,仅需验算面层板的应力,而无需验算任何材料基层的应力。     

水泥混凝土路面胀缝密封装置的研究

根据理论计算分析，水泥混凝土路面胀缝的破坏主要是胀缝的密封失效后，嵌入的硬物阻碍了混凝土板的膨胀变形而产生较大的温度应力，并在汽车荷载反复作用和结构缺陷存在等的综合因素作用下而导致破坏，研制的预制胀缝密封装置能效防止硬物嵌入和改善接缝两边混凝土板角缘的受力状态。     

传力杆与混凝土界面的接触应力

为了分析水泥混凝土路面传力杆失效机理,运用有限元分析软件ANSYS,建立了接缝处设传力杆的水泥混凝土路面三维有限元模型,并对交通荷载和温度变化引起的传力杆与混凝土界面的接触应力进行了分析。结果表明:轮载或者温度变化作用下传力杆与混凝土界面存在明显应力集中现象,在传力杆顶部和底部存在压应力集中现象,在传力杆两端存在拉应力集中现象,致使界面处容易产生初始裂缝并被挤碎,传力杆松动量增大,传递荷载能力降低,甚至导致水泥混凝土路面接缝损坏。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力分析

目前旧水泥混凝土路面的改造工程中,采用沥青加铺层是比较常见的方案,并在其间设置应力吸收层来控制反射裂缝。利用BISAR30程序分析了应力吸收层厚度和模量变化,对旧水泥混凝土路面非接缝和非裂缝区沥青加铺层结构应力的影响。计算结果表明:随着应力吸收层厚度的增加,沥青加铺层的路表弯沉和层底拉应力也不断地增加,并使路面内部的拉应力和剪应力均有不同程度的增大,且随着应力吸收层模量的增大,沥青加铺层内部的路表弯沉和层底拉应力及路面内部应力和剪应力均有不同程度的减小。