界面条件对半刚性沥青路面结构应力分布的影响

采用三维弹塑性力学模型的有限元方法,分析了层间接触条件、轴载对路表与路基顶面弯沉、结构层最大拉应力的分布与大小、界面摩擦力与界面位移的影响.揭示了层间界面条件与路面整体性能的重要关系.分析认为,界面连续问题是半刚性沥青路面易发生早期结构病害、极易发生水损坏的关键问题.对路基工作区的深度、最大弯拉应力计算点的位置及目前的高速公路半刚性沥青路面结构超载的临界荷载给出了建议值.     

沥青路面合理结构厚度研究

为了确定沥青路面合理结构厚度,分析研究了沥青路面的半刚性基层厚度或粗粒式沥青混凝土上基层(即粗粒式沥青混凝土下面层)厚度与结构疲劳损伤之间的关系,选择了两种典型高速公路常用沥青路面结构和以往较成功的路面结构及参数,应用SHELL公司Basir3.0程序计算在标准轴载作用下不同路面结构厚度的路表理论弯沉、粗粒式沥青混凝土层底面理论弯拉应力、半刚性基层底面理论弯拉应力和半刚性垫层底面理论弯拉应力,计算分析得到路面结构的合理厚度;并进行了经济分析.     

层间接触状况对半刚性基层沥青路面性能的影响

通过建立典型半刚性路面结构的三维有限元模型,采用柔性夹层模拟不同的层间约束条件,研究了路面结构在不同荷载下的受力状态,包括不同结构层的应力、应变及路表弯沉.结果表明层间条件从连续到光滑的变化导致路面结构的应力应变急剧增大;层间条件越连续半刚性基层沥青路面的使用寿命越大,反之,半刚性基层沥青路面的使用寿命越小.     

不同半刚性基层参数对沥青路面的影响分析

利用有限元法，研究分析不同半刚性基层参数对沥青路面的影响。结果表明：适当增加半刚性基层厚度、底基层厚度和底基层模量，可以提高路面的力学性能和使用寿命。所得结论对实际的工程施工有一定的指导作用。     

半刚性基层沥青路面裂缝分析

半刚性路面裂缝是近年来高级公路常出现的问题，分析裂缝产生的原因，主要是由于面层材料质量及基层收缩产生的反射裂缝，就此提出了减少裂缝的有效措施．     

水泥剂量对半刚性基层沥青路面反射裂缝的影响

目的为了减少半刚性基层沥青路面的反射裂缝，研究半刚性基层混合料的温缩与干缩性能．方法根据室内温缩与干缩试验及试验路段验证，对比分析了采用不同水泥剂量的水泥稳定砂砾混合料的工作性能．结果得到了不同水泥剂量下的温缩与干缩曲线。在试验路段调查数据的基础上，确定了混合料的温缩与干缩的变化规律。提出了水泥剂量对半刚性沥青路面反射裂缝的出现有明显的影响．当水泥剂量为3％时可以有效的减少路面反射裂缝的产生并且能够保证路面的强度．结论水泥剂量对水泥稳定砂砾混合料的温缩与干缩影响明显，随着水泥剂量的增加，混合料的温缩与干缩显著，并且以干缩为主．     

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.     

半刚性基层沥青路面施工期开裂分析及预测

半刚性基层沥青路面在我国高等级公路的应用较为广泛．笔者就半刚性基层沥青路面施工期开裂分析及预测进行了一些探讨，针对半刚性基层路面的开裂进行了理论分析，结合试验成果和理论公式的计算得到半刚性基层路面开裂的定性结论．     

车辆轴数和轮组对半刚性沥青路面极限轴载的影响

通过对半刚性沥青路面典型结构进行有限元计算,探讨车辆轴数和轮组对路面极限轴载的影响。分析结果显示:轴数和轮组是影响半刚性沥青路面结构极限轴载的重要因素,路面的极限轴载随着车辆轴数或者轮组的增加而增大,增加轴数或者轮组可以提高半刚性沥青路面的极限轴载,保证路面的承载能力;极限轴载与轴型系数呈正比关系,轴型系数反映了轴数与轮组对极限轴载的综合影响;轮组相同时,随着轴数从单轴增加到双轴、三轴、四轴,轴型系数的增长率随轴数的增加而降低,为50%~27%~18%;轴数相同时,随着轮组从单轮组增加到双轮组、四轮组,轴型系数的增长率随轮组的增加而增加,为7.3%~13.5%。     

半刚性基层沥青路面的倒装结构综述

针对半刚性基层沥青路面裂缝比较严重的问题,介绍了倒装结构能防治裂缝的机理,综述了国内外大量应用实例,详细讨论了我国实验路的使用情况;同时提出柔性基层是解决半刚性基层沥青路面开裂的途径之一.     

柔性基层改善沥青路面半刚性底基层温度状况分析

半刚性沥青路面反射裂缝产生的原因之一是半刚性基层温度变化引起的,半刚性基层和沥青面层之间加入柔性基层可有效地防止沥青路面出现反射裂缝,根据传热学原理,采用有限单元法对吉林通化试验路3种路面结构半刚性基层顶部温度状况进行了对比,分析结果表明无论夏季或冬季,柔性基层都能有效地改善沥青路面半刚性基层的温度状况,从而减少或消除沥青路面出现反射裂缝．     

水泥混凝土路面沥青加铺层温度应力分析

温度应力是引起水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的主要因素之一,当温度降低沥青加铺层变形受阻时,水泥混凝土路面接缝或裂缝处沥青加铺层会因温度应力集中而产生反射裂缝.采用三维有限元方法分析了沥青加铺层的温度应力与降温幅度、加铺层厚度、土工合成材料模量之间的关系,结果表明,在温度较低及昼夜温差较大的地区应采取必要的措施以抵抗温度应力带来的不利影响     

基于层间滑移的沥青路面响应分析

对层间发生相对滑动条件下路面体响应的各分量进行了求解.通过算例明确了层间相对滑动对路面响应各分量的影响,计算结果表明面层与基层间相对滑动对路面受力有较大影响,在设计中应予以考虑;基层与土基间相对滑动对路面的影响不明显.路面体各结构层之间的相对滑动使路面承载力下降,是导致普通公路早期破损的原因之一.     

Harvesting energy from asphalt pavement by piezoelectric generator

This paper presents the way to harvest mechanical energy from asphalt pavement by piezoelectric generator. Results show that the potential energy in asphalt pavement can be up to 150 kW/h per lane per kilometre. Part of the mechanical energy can be harvested by piezoelectric transducers. The performance of seven typical transducers is examined through finite element analysis. Results show that PZT piles and multilayer, cymbal and bridge can work in asphalt pavement environment. PZT piles and multilayer have higher energy converting rate, However, the total harvested energy is small if these transducers are embedded directly in pavement. A prototype pavement generator is developed using PZT piles to increase the harvested energy. The generator can harvest more than 50 kW/h energy from the pavement under heavy traffic. 8-16 PZT piles are recommended for one generator. Round shape is suggested for the PZT piles to reduce the concentration of stress. And multilayer structure is recommended for PZT piles to decrease the electric potential of generator. The generator can be extended as sensor in the asphalt pavement, which can be used to monitor the traffic, pavement stress and temperature.     

津文公路沥青路面反射裂缝的原因分析

以有限元法为基础，利用ANSYS软件仿真计算出了津文公路沥青混凝土路面基层在标准轴载和温度场单独和共同作用下的最大拉应力，并与基层容许拉应力进行比较，得出了津文公路沥青路面纵、横向裂缝都是由最大拉应力引起的结论，从而找出了津文公路沥青混凝土路面产生反射裂缝的原因，这无论对理论研究还是对实际工程都有着重要的参考价值。     

高等级公路沥青路面剪应力分析与应用

基于线弹性层状体系理论，采用路面结构有限元法，探讨高等级公路沥青路面剪应力的分布规律、影响因素及其评价方法。通过选取不同路面结构参数，包括各结构层厚度、模量和泊松比等，在不同的点位，利用BISAR程序进行力学计算和分析，提出了沥青路面抗剪强度的确定和评价方法。研究结果表明：在不考虑各结构层材料性能和厚度时，最大剪应力均分布在距路表3cm深度范围内；影响剪应力的最主要因素是沥青层模量、泊松比和基层模量；对于普通3层沥青层面层结构，上面层和中面层应进行剪应力验算，下面层可根据实际情况确定是否进行验算；验算时，需找到准确的计算点位才能计算出各层内最大剪应力。     

具有柔性基层（级配碎石）的半刚性沥青路面设计方法的研究

级配碎石材料在荷载作用下存在一定的塑性变形，这种塑性变形在实际道路上表现为在车辆荷载作用下的路表车辙，本文在吉林通化试验路提出的具有柔性基层(级配碎石)的半刚性沥青路面结构半刚性基层的合理厚度范围的基础上，通过弹塑性有限元的计算，提出采用路表车辙(塑性变形)和沥青下面层层底拉应变控制级配碎石层的厚度来进行具有柔性基层(级配碎石)的半刚性沥青路面结构的设计方法。     

考虑沥青混合料泊松比影响的路面结构应力分析

基于数字图像测量方法,通过间接拉伸试验测定了不同温度下沥青混合料的泊松比μ变化规律。低温下,μ在荷载比为0.3~0.8时保持相对稳定,而在接近峰值荷载时呈非线性增长;高温下,μ随荷载比的增大而增大。采用三维有限元计算模型,考虑不同温度下沥青层模量及泊松比的变化,对三种典型路面结构进行分析。结果表明,沥青面层的泊松比对沥青路面结构的最大横向应变和最大剪应变有显著影响:当上中面层模量比小于0.8且沥青面层泊松比增大到一定程度时,轮迹带边缘的沥青混合料在荷载作用下有向车辙两侧流动的趋势,容易产生失稳性车辙。这说明在进行沥青路面结构设计时,有必要考虑沥青结构层的协调组合关系和材料泊松比的影响。     

沥青稳定碎石应力依赖模型的柔性路面结构分析

为建立沥青稳定碎石的非线性应力依赖本构模型,并将该模型应用于路面结构力学分析,提高路面结构分析的准确性.采用动三轴试验模拟不同应力状态,测试沥青稳定碎石的回弹模量,建立材料的非线性应力依赖本构模型;采用Abaqus有限元软件中的UMAT子程序编程并定义沥青稳定碎石的本构模型,进行基于沥青稳定碎石非线性应力依赖本构模型的路面结构数值模拟.结果表明:沥青稳定碎石的回弹模量有着较强的应力依赖特性,在研究所涵盖的应力状态下,其模量最大值为最小值的175%.通过有限元路面结构分析可知,与非线性分析相比,传统的弹性分析低估了沥青稳定碎石基层底部拉应变约10%,低估级配碎石顶部最大压应力约5%.沥青稳定碎石的非线性应力依赖特性显著影响路面分析结果,应在路面结构设计时考虑该特性.