设应力吸收层复合式路面动态响应灰关联分析

为研究车辆动载对设置应力吸收层复合式路面结构的影响,建立三维有限元模型,计算得到不同路面结构参数下路面结构的力学响应结果。基于灰色关联分析理论,定量分析了各结构层参数对沥青加铺层和应力吸收层底的等效应力σe、最大剪应力τmax、竖向剪应力τxy和水泥混凝土板接缝处弯沉差的影响程度。结果表明,水泥混凝土板厚度、沥青层模量、基层厚度和沥青层厚度为影响复合式路面动态响应的主要因素。并通过回归分析得到上述各力学指标的计算公式。     

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.     

城市道路交叉口沥青加铺层路面结构分析与设计

结合S120大修工程实际,总结和分析了交叉口沥青路面加铺层车辙、裂缝等病害及其产生原因,同时针对交叉口的运行特点对路面结构进行力学分析;确定旧水泥混凝土路面加铺沥青路面结构的最大剪应力区和抗车辙区,为交叉口路面结构和材料的抗车辙、抗裂设计提供依据.根据力学计算分析结果,提出几点适合交叉口的路面结构组合和材料选择的建议.     

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。     

层间结合对半刚性沥青路面力学响应影响分析

基于弹性层状体系理论,引入古德曼模型接触面单元理念反映层间结合条件,针对国内典型的半刚性基层沥青路面结构,分析不同层间结合条件下路表弯沉、层底弯拉应力、沥青面层剪应力等力学响应.层间结合条件影响了路面结构的力学响应,层间完全光滑使得集中于面层内的剪应力增大.应从设计、施工及运营管理等方面严格控制层间结合条件.     

大粒径沥青碎石下面层材料组成及结构设计研究

通过试验研究和力学行为分析确定大粒径沥青碎石作为下面层的设计方法,包括路面材料组成设计和路面结构设计两个方面.对四种不同级配的大粒径沥青碎石进行路用性能和力学性能试验,通过性能的对比选择一种综合性能较优的级配材料.拟定沥青路面结构形式并采用不同厚度的大粒径沥青碎石作为下面层,对路面结构进行力学计算并分析其力学行为.通过试验研究,推荐综合性能较好的ATB-30作为大粒径沥青碎石下面层;通过对路面结构的力学行为分析,推荐大粒径碎石下面层的合理厚度为10～11cm.     

基于动荷载仿真的路面结构响应分析

针对货车动荷载作用下路面结构力学响应及路面设计指标变化规律,应用ABAQUS有限元软件建立相应三维路面结构模型及动荷载模型进行动态模拟,并通过现场试验验证了模型的可靠性,对路表弯沉和各结构层层底应力情况进行计算,分析不同车速、平整度和路面结构参数对路面结构力学响应的影响,得到车速、平整度和路面结构参数对路面力学响应的影响规律,可以为路面结构设计和道路施工养护提供理论指导.     

沥青路面结构足尺力学响应实测与仿真

为探究沥青路面在荷载作用下力学响应,通过基于辽宁省沥青路面足尺加速加载试验,开展路面结构力学仿真方法及力学响应特征研究.采用光纤光栅传感器实测足尺加速加载路面的面层底部、基层底部和路基顶面的力学响应,利用单轴压缩动态模量试验获取沥青混合料的粘弹性参数,通过FWD弯沉盆反算得到基层及土基的弹性模量,利用接触痕迹得到轮胎的接触面分布;通过单轴压缩动态模量试验及四点弯曲动态模量试验对传感器进行了标定.在此基础上,采用有限元软件ABAQUS建立基于实测参数的路面结构力学仿真模型,分析路面结构在不同加载位置和速度下的力学响应,并与实测结果进行对比.结果表明:所建立的路面力学仿真模型能较合理地模拟沥青层底三向应变、半刚性材料层底纵向、横向应变以及土基顶面的压应力.沥青混合料粘弹特性导致弹性后效,使力学响应曲线表现出非对称特点.随着温度的增加和加载速度的减小,沥青层底三向应变、半刚性基层底的水平应变以及土基顶面压应力的响应幅值增加.     

交叉路口沥青路面变形病害机理分析

目的 研究信号交叉路口路面产生的"波浪"和车辙等特殊破坏现象产生的原因.方法 应用层状弹性体系理论分析信号交叉路口路面结构在水平荷载和竖向荷载作用下的力学特性.以营口市市区交叉路口典型路面结构为例,运用路面数值计算程序Bisar分析在车辆不同行驶状况和不同荷载状况下信号交叉路口路面结构的力学响应.结果 通过分析不同结构层竖向压应力、竖向位移和剪应力分布情况,得到当超载100%时,紧急制动条件下,沥青路面上面层轮迹外缘的剪应力为正常行驶情况下的剪应力1.67倍.从理论上得出交叉路口路面结构在不同运行条件下的受力特点和与之相对应的破坏现象.结论 根据交叉路口不同车流量种类来设计相应路面结构层材料参数以减少交叉路口路面受损.     

动荷载作用下纤维沥青路面的黏弹性响应

目的为了分析动荷载作用下纤维的加入对路面黏弹性响应的影响.方法以Burgers模型模拟纤维沥青混凝土的黏弹性性质,基于黏弹性理论,应用有限元方法分析单周期动荷载作用下,不同荷载作用时间对不同纤维沥青路面的路表各点最大竖向位移和卸载后加载中心点竖向位移的影响规律.结果纤维加入到沥青路面后,减小了路面的竖向位移;对于不同纤维沥青路面结构,在荷载作用时间较短时,路面结构的流变性质不显著;荷载作用时间较长时,卸载后还有部分残余变形不能恢复,但路面响应规律基本相同.结论纤维的加入提高了路面的整体变形能力,但没有明显改变沥青混凝土的黏弹性性质;在单周期动荷载作用下,若荷载作用时间很短时,可以忽略纤维沥青混凝土的黏弹性特征.     

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．     

长寿命路面结构与裸化技术研究

为改善现有路面设计寿命不足、实际使用寿命短等问题,从长寿命路面研究出发,探讨了长寿命路面定义及设计要求,结合依托工程的PCC AC长寿命路面结构,采用有限元和路面弹性层状体系理论,分析确定PCC AC长寿命路面的力学模型,对PCC板板底荷载应力和温度应力进行计算分析,并进行路面使用寿命预估,得出理论使用寿命达到40年以上,其寿命符合长寿命路面的设计思想.最后,为增强水泥混凝土与沥青混凝土层间粘结力,研究给出水泥混凝土板裸化时间与技术要求.     

STRATA应力吸收层抗疲劳特性研究

通过柔性道面足尺试验对旧水泥混凝土路面上3种不同加铺层结构进行了裂缝开展的温度疲劳特性研究。结果表明，旧水泥混凝土路面 STRATA应力吸收层 沥青混凝土的路面结构形式具有优良的抗温度疲劳反射裂缝的能力。     

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。     

聚酯纤维沥青混凝土的低温抗裂性能分析

介绍了聚酯纤维沥青混凝土加强筋能够有效提高沥青路面的力学性能.通过对其性能阐述,说明其具有良好的高温稳定性和断裂延伸率,以及产生强大内聚力防止沥青混凝土开裂等特点.其低温开裂机理表明聚酯纤维低温抗裂性是影响沥青路面温度收缩裂缝的主要因素.笔者通过对不同纤维掺量的沥青混凝土,在不同温度下的试验研究,对其低温抗裂性能进行了分析,在劈裂试验的基础上提出了最佳纤维掺量.     

耐久性沥青路面混凝土基层轴载换算研究

刚性基层耐久性沥青路面作为一种新型的路面结构,现行规范对于上覆沥青层水泥混凝土路面的设计思路对其并不适用,其轴载换算公式由于没有考虑刚性基层沥青路面结构的特点,得出的结果存在较大误差。依据普通混凝土及贫混凝土的疲劳方程,结合耐久性沥青路面混凝土基层在标准轴载和不同轴-轮型荷载作用下回归得出的荷载应力计算公式,按照混凝土基层等效疲劳损伤原则,推求得出单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组荷载换算为标准轴载的公式。结果表明:得出的轴载换算公式可充分考虑混凝土基层耐久性沥青路面基层厚度、基层模量、地基模量结构设计参数的影响,具有良好的实用性,可为路面结构设计提供依据。     

聚酯纤维沥青混凝土路面的疲劳寿命计算

目的研究在沥青混凝土中加入聚酯纤维后的沥青混凝土路面的疲劳寿命．方法通过劈裂试验确定了不同温度下的聚酯纤维沥青混凝土的劲度模量，并基于损伤力学计算理论，采用平面应变有限单元法，考虑在车辆荷载和温度荷载耦合作用下对含有反射裂缝的路面体结构的疲劳寿命进行了计算．结果加入0．296的聚酯纤维沥青混凝土路面结构体的疲劳寿命提高了51％．结论在沥青混凝土中加入聚酯纤维能够增加混合料劲度模量，提高路面的疲劳寿命．