基于Abaqus的两种柔性基层沥青路面车辙对比分析

通过室内试验和优化设计确定以ATB-30和级配碎石为基层的两种柔性基层沥青路面结构,利用Abaqus软件建立路面结构分析模型,结合单轴蠕变试验获取沥青混合料蠕变参数,从影响车辙的主要因素出发,建立4个工况的分析过程,通过改变单一影响因素的方法获得模拟结果并做相应的对比分析。结果表明:有限元的模拟完全符合沥青路面车辙变形的规律,作图分析表明:级配碎石柔性基层沥青路面具有更好的抗车辙能力,利用设计年限内车辙变形的拟合公式,可以计算预计年限的车辙值,对所建道路进行实时观测,通过与预测值的比较,可以制定合理的预防方案,从而为沥青路面的养护和维修时机进行及时预警。     

天然岩沥青改性沥青路面抗车辙性能分析

分析了天然岩石沥青改性剂的作用机理,通过车辙试验和动态蠕变试验研究了岩沥青改性沥青混凝土的高温性能,并采用有限元分析计算了岩沥青改性剂对沥青路面结构抗车辙性能的影响。研究结果表明:岩沥青改性剂可提高沥青混凝土的模量,使混合料的动稳定度值和蠕变模量得到大幅提高,明显改善了沥青混合料的高温性能;与普通沥青路面结构相比,岩沥青改性沥青路面结构的抗车辙变形能力可提高20%。     

长期服役沥青路面面层材料汉堡车辙试验研究

采用汉堡车辙仪测试了2种沥青路面结构不同位置处试件的汉堡车辙性能。结果表明,松散病害越严重的区域,其试件汉堡车辙试验的蠕变斜率越大、剥落反弯点越小,说明试件的抗车辙和抗水损坏性能越差;行车道试件的汉堡车辙深度远大于硬路肩处的试件,沥青路面所处外部环境和所承受的行车荷载对沥青材料的汉堡车辙性能影响较大。汉堡车辙试验可作为评价长期服役沥青路面材料路用性能的一种可靠方法。     

沥青路面辙槽破坏分析及车辙试验改进

从沥青混凝土的物理力学性能以及面层厚度和结构类型等方面阐述了沥青路面辙槽破坏的影响因素及减小辙槽破坏的措施,并对我国车辙试验仪器和试验方法存在的不足提出了几点改进意见。     

沥青路面抗车辙性能影响因素研究

沥青路面是中国高等级公路的主要路面类型,车辙病害是沥青路面的主要病害之一。为分析沥青路面车辙影响因素及其程度,该文针对不同沥青混合料类型、不同路面构造类型进行了室内车辙试验,影响因素包括结合料类型、集料级配类型、最大粒径、上下面层混合料类型等。试验结果表明:沥青针入度、集料级配、沥青混合料物理性能对沥青混合料抗高温稳定性的影响比较接近,防治沥青路面车辙需要从沥青材料、矿料级配和沥青混合料施工质量等方面采取综合处置措施。沥青路面上面层混合料的动稳定度对沥青路面结构整体高温稳定性的影响大于下面层混合料的动稳定度。在沥青路面产生的永久变形(车辙)中,上面层混合料仍具有重要影响,但下面层混合料的影响程度上升。因此,在进行路面抗车辙能力设计时,既要考虑沥青混合料的高温稳定性,又要考虑路面结构组合。     

加速重复荷载作用下影响沥青混凝土路面车辙因素的研究

车辙，与疲劳开裂一样，是沥青路面的主要损坏现象之一。本文旨在以加速重复荷载作用下的试验成果为基础，从路面结构及组成，沥青混凝土（AC）组成，交通条件，环境因素等方面探讨影响路面车辙的因素，在路面设计、施工和养护中，考虑和注意这些因素的影响，能有效地控制沥青路面车辙。     

长大纵坡沥青路面车辙形成与控制研究

为了研究车辙在长大纵坡路段沥青路面中的形成、分布规律及控制对策,该文在取得车辙调查数据的基础上,分析了长大纵坡路段车辙的纵向、横向分布规律及其影响因素,并针对长大纵坡路段从沥青路面结构优化和非结构优化两方面提出了车辙控制方法,对减少长大纵坡路段车辙的产生具有指导意义.     

基于汉堡车辙试验的在役高速公路沥青路面高温性能研究

车辙是中国路面破坏最严重的形式之一,严重损害了沥青路面的使用性能。该文基于汉堡车辙试验,针对江苏省某通车运营接近设计寿命的高速公路沥青路面的车辙深度、蠕变斜率指标对高温性能进行评价分析,研究交通量、基层结构对中下面层沥青混合料高温性能的影响,以及芯样高温性能与路面车辙指标之间的关系。结果表明:汉堡车辙试验能够显著区分不同类型沥青混合料的高温稳定性;交通量对芯样高温性能具有显著的影响;在特重交通量条件下,运营接近设计寿命沥青路面的中下面层芯样,高温性能仍处于稳定发展阶段。     

高模量沥青路面车辙的数值分析

为研究高模量沥青混合料对沥青路面抗车辙能力的影响,分别采用PR外掺剂和50#硬质沥青制备高模量沥青混合料,应用于路面结构的中、下面层,再利用ABAQUS有限元程序进行了路面车辙的数值分析。结果表明,采用PR外掺剂和50#硬质沥青后,沥青混合料模量显著提高,蠕变应变显著降低;高模量沥青路面的路表车辙大幅减少,幅度达36.4%;沥青面层各层永久变形占总车辙的比例表现为上面层比例变化不大,中面层比例降低,下面层比例提高。高模量沥青混合料可以提高沥青路面的抗车辙能力,值得推广应用。     

宿迁地区干线公路沥青路面结构永久变形预估分析

车辙是高等级沥青路面的主要病害类型,基于蠕变率控制标准车辙预估模型,针对宿迁地区干线公路主要路面结构形式,以及不同类型面层材料进行了设计期内永久变形分析,研究得出了基层、底基层对于路面结构长期永久变形效应的敏感性影响及相应规律,同时,从面层永久变形角度考虑,提出了干线公路重载交通路段路面结构下面层的厚度阀值建议。     

考虑重载车辆限行的新铺沥青路面车辙分析

利用Abaqus有限元分析软件,采用线性Drucker-Prager理想弹塑性本构模型描述沥青材料,结合实际道路交通量统计结果,分析了连续性周期荷载作用下沥青路面结构的车辙行为,对比了重载车辆限行前后新铺沥青路面的车辙。结果表明:车辙受到中面层性能的影响最大,沥青面层变形占路面结构总变形比例最大;新铺道路开放交通初期,非弹性变形发展较快;限制重载车辆可以有效减小车辙,开放交通较早的道路,限行对减小车辙的作用越明显。     

试验条件对车辙试验影响的研究

鉴于沥青混合料车辙试验对车辆重载、超载、大坡度沥青路面适用的局限因素,即对超载、超高温,坡度等因素考虑不足等原因,依据沥青及沥青路面时间等温效应,在分析剪切作用对沥青混合料车辙影响的基础上,研究了不同试验条件对沥青混合料车辙试验的影响,得出了车辙试验结果与温度、荷载、坡度、冻融循环等条件间关系.     

沥青混合料高温稳定性评价指标与现场车辙深度的相关性分析

通过沥青混合料的车辙试验、蠕变劲度试验、高温抗压强度试验等室内试验,结合对应实体工程车辙深度的跟踪观测结果,对沥青混合料室内高温指标与现场车辙深度之间的关系进行分析.研究表明:0.7 MPa荷栽条件下,沥青混合料的动稳定度及相对变形、蠕变劲度、抗压强度等指标之间有较好的一致性,与现场沥青路面高温性能之间无明显相关性;1...     

连续变温沥青路面车辙变形数值模拟

采用ABAQUS有限元软件建立三维半刚性基层沥青路面结构的温度场模型,输入某地区夏季高温1天24 h温度,考虑了沥青路面材料性质(弹性模量、蠕变参数)随温度变化的特征,进行持续变温的车辙变形模拟分析。主要研究高温时,路面在不同行车速度作用下,不同深度结构层竖向变形、剪切蠕变、压蠕变规律。结果表明:竖向变形、剪切蠕变、压蠕变值在整个行车道路横向范围内呈正负交替变化。不同层位的竖向变形、剪切蠕变、压蠕变变化规律不相同,但同一层位变化规律是一致的,都随着行车速度的降低而增加,而且发现当车速处于中低速(30~80 km/h)时,车速增大对竖向变形、剪切蠕变和压蠕变的减小程度均明显高于中高速(80~120 km/h)。路表位置轮载外侧边缘受到拉、剪切的综合作用,也验证了拉应力和剪应力作用下,轮胎轨迹外侧边缘容易出现纵向裂缝。而路表正最大剪切蠕变出现在左侧轮迹内侧右边缘,负最大剪切蠕变出现在右侧轮迹内侧左边缘。所以在路表处轮迹内侧边缘容易出现剪切破坏的裂缝。剪切蠕变、压蠕变主要出现在中面层(4~10 cm范围内)。在沥青路面设计时,上面层与中面层需要选择时间硬化蠕变模型中A,n参数变化对温度敏感性小的沥青混合料,以提高沥青路面的抗车辙能力。     

沥青路面车辙预估模型验证研究

为准确预估车辙量,有效指导沥青路面结构材料设计,在充分调研山西省3条典型沥青路面车辙数据的基础上,对由同济大学提出的经验分析法车辙预估模型进行验证,并对该预估模型涉及的车辙影响因素进行敏感性分析。结果表明：预估模型得到的面层各亚层车辙预估值与实测值相差较大,但预估得到的沥青路面车辙总变形与实测值较为接近,祁临高速公路偏差15.8%,离军高速公路偏差仅为9.0%;车辙影响因素敏感性分析结果表明,路面温度对于车辙变形的影响最为显著。     

重冻区沥青路面永久变形影响因素分析

针对河北省重冻区张承(张家口—承德)高速公路主线沥青路面,借助ABAQUS分析软件构建考虑沥青面层粘弹性的二维模型,同时考虑当地特殊环境温度场对路面应力的影响,分析不同荷载作用轴次、速度及超载工况下重冻区沥青路面结构的永久变形。结果表明,在高速公路通车前期,车辙的产生及深度增加主要与荷载作用频次成正相关;随着行车速度的增大,车辙深度减小;车辆轴重对重冻区沥青路面永久变形的影响较明显,随着载重的增加,车辙加深。     

沥青路面车辙因素分析及减轻车辙的措施

本文系统分析了影响沥青路面车辙的诸因素，提出为了减轻路面车辙在沥青选择、沥青混合料使用、路面结构组成以及交通运行、车辆荷载等方面所应采取的措施。     

基于各向异性的沥青混合料车辙模拟分析

为了深入研究沥青混合料的各向异性对车辙计算的影响,利用沥青混凝土各向异性参数,结合有限元分析软件Abaqus建立路面计算模型,进行车辙板试验模拟及有效性验证,从细观结构实现各向异性度及材料非均质性模量比的调整,从宏观角度调整各向异性参数,在不考虑温度场的情况下,计算在10万次标准荷载作用下的车辙,得到参数变化对车辙发展的影响性分析。结果表明:随着细观结构各向异性度及模量比的增加,车辙量均逐渐减小;无论是泊松比、弹性模量、还是剪切模量,其各向异性度对车辙计算均有一定的影响,随着各向异性度的增大,竖向位移逐渐减小;当垂直方向上的弹性模量、泊松比、剪切模量同步增大,车辙的变化率相对于其单独变化时明显增大;蠕变应变各向异性度的变化对车辙计算有显著影响。     

中面层对沥青混凝土路面抗车辙性能影响研究

基于车辙的产生机理及影响因素,采用粘弹性方法,建立沥青混凝土路面的有限元模型,并利用大型商业化有限元软件ABAQUS对中面层结构对路面抗车辙性能的影响进行分析。结果表明:在相同的荷载条件下不同的中面层结构和材料对沥青路面抗车辙能力有较大的影响。因此,为了防治车辙的产生,应该在路面设计时对路面结构中中面层的抗车辙能力进行充分考虑。     

基于时间硬化蠕变模型的组合式基层沥青路面结构车辙分析

为了研究组合式基层沥青路面的车辙性能,借助ABAQUS的时间硬化蠕变模型,计算了在连续变温条件下3种不同形式的组合式基层沥青路面结构的温度场和车辙深度。结果表明:通过ABAQUS定义热学参数,接入太阳辐射和路表热对流子程序,能较好地模拟沥青路面结构的温度梯度变化;随着路面深度增加,温度波动滞后时间逐渐增加,路面结构的平均温度在16:00达到最大值;竖向变形最大值位于路表面双轮轮隙中心,横向变形最大值位于中面层中部,由于中面层的横向迁移,在轮迹带两侧产生了隆起变形;通过合理的结构设计,厚式沥青层组合基层结构不会出现严重的车辙现象;ATB下面层、级配碎石上基层和水泥稳定碎石底基层的组合式基层沥青路面结构,其车辙深度最小,且能改善路面内部排水,延缓反射裂缝的产生。