半刚性基层沥青路面结构设计方法研究

通过理论分析计算了路面结构主要参数与轮隙弯沉、面层弯沉变化、底基层弯拉应力的关系，对材料参数取值方法进行了研究分析，提出了沥青砼抗压参数与温度关系式，最后，提出了弯拉应力验算的新方法。     

基层结构参数对沥青混凝土路面力学响应的影响分析

基于有限元软件ABAQUS,建立沥青混凝土路面结构三维有限元模型,分析了基层结构参数对沥青混凝土路面力学响应的影响。揭示了基层厚度、基层模量和基层与面层或底基层接触条件变化,对路表弯沉、面层层底拉应力和基层层底拉应力等路面力学响应量的影响规律;结合正交试验,提出了在基层结构参数中,路表弯沉受基层厚度影响显著,面层层底拉应力受基层与面层之间的接触条件影响最为显著,基层层底拉应力受基层模量影响显著。     

广东省柔性基层沥青路面设计弯沉计算参数研究

通过分析现行沥青路面设计规范中设计弯沉计算公式的由来及在广东省的适用情况,结合广东省最早修建的几条高速公路沥青路面的路况资料,对柔性基层沥青路面设计弯沉相关计算参数进行了研究,标定了沥青路面设计弯沉计算公式。此外,通过力学分析计算广东省内常见的半刚性、组合式及柔性路面结构中柔性层的总厚度及层底弯拉应力的受力状况,提出了弯沉计算参数不同取值的适用条件。     

路基回弹模量对沥青路面结构受力的影响

针对不同的路基回弹模量,采用BISAR3.0路面应力计算程序,分析了路表弯沉、面层内剪应力与压应力、基层底拉应力等沥青路面结构受力参数伴随路基回弹模量变化的趋势。分析结果表明:路基回弹模量对路表弯沉和基层底拉应力影响比较大,对面层剪应力和压应力影响较小,较高的路基回弹模量可有效提高路面的结构承载力和疲劳寿命,改善路面使用性能。     

就地冷再生路面结构分析

总结分析了国内外冷再生路面结构设计方法,对路表弯沉及冷再生层底拉应力关键设计参数进行分析。分析得出:设计时,严格控制不同层位当量回弹模量取值、材料模量比等指标。在再生层厚度方面,沥青面层厚度一定时,原路强度越大,弯沉和层底拉应力受再生层厚度影响越小。当强度相同时,再生层厚度每增加5cm,层底拉应力减少0.01～0.05MPa。强度越大,层底拉应力减少越不明显。当旧路强度和面层厚度不变时,再生层厚度越大,弯沉和层底拉应力越小,弯沉降低5～10(0.01mm),层底拉应力降低0.17～0.2MPa。旧路强度和再生层厚度一定时,层底拉应力在0.02～0.07MPa较小范围内变化。     

复合基层沥青路面结构设计方法研究

分别从路表弯沉值、承重层、设计使用寿命和路面分析年限等方面分析了现行公路沥青路面设计方法存在的不足;研究了复合基层沥青路面损坏的主要类型,提出了适合我国复合基层沥青路面设计控制指标与标准。分析了主要设计控制指标沥青层层底拉应变、半刚性层底部拉应力和辅助设计控制指标路表弯沉值、路基顶面压应变的控制标准,提出了基于疲劳、车辙和弯沉的复合基层沥青路面设计方法。结果表明:复合基层沥青路面主要设计控制指标与标准为:沥青层层底拉应变εr≤65με、半刚性层底部拉应力σm≤σR;辅助设计控制指标与标准:路表弯沉值l s≤(45H F-210)N-0.2e、路基顶面压应变εz≤180με。     

结构参数对倒装式沥青路面力学响应影响分析

采用Bisar软件建立路面结构计算弹性层状体系模型,通过改变级配碎石（水稳）基层的厚度和模量,对倒装式沥青路面力学响应进行分析,揭示了级配碎石（水稳）基层的厚度和模量变化对沥青路面弯沉、沥青面层层底拉应力和水稳基层层底拉应力等路面力学响应的影响规律;结合正交试验,提出在基层结构参数中沥青路面弯沉主要受级配碎石基层模量和水稳基层厚度的影响,沥青面层层底拉应力基本不受基层厚度和模量的影响,因而应考虑面层与基层间的粘结情况,水稳基层层底拉应力主要受水稳基层厚度的影响。     

基于弯拉应力等效的地基当量回弹模量

以往多层地基的顶面当量回弹模量大多是按弯沉等效得出的,该值对计算地基上面层或基层的弯拉应力是不适合的.为此,在弯沉等效的地基顶面当量回弹模量计算式的基础上,通过对荷载圆半径的修正,将弯沉等效转变为弯拉应力等效;进而,总结出了三层结构时单圆和双圆荷载的荷载圆半径修正系数回归公式,并拓展至多层结构;最后,通过工程实例证实,用弯沉等效的地基顶面当量回弹模量计算刚性或半刚性基层层底弯拉应力偏小13％～22％,而用弯拉应力等效的地基顶面当量回弹模量计算得到的基层层底弯拉应力与理论值的误差不超过1％.     

组合基层沥青路面轴数系数研究

以弹性层状体系理论为基础,采用轴载换算方法,以设计弯沉值、半刚性基层层底拉应力为换算指标,通过变换不同的结构层参数及轴距计算了组合结构层沥青路面轴载换算公式中的轴数系数,并通过程序计算得出了建议轴载换算公式。计算结果与我国规范的设计方法进行了对比分析。结果发现轴数系数与轴距及结构层参数关系密切,采用拉应力指标控制轴载换算比弯沉指标更为合理;该方法计算理论与我国规范规定的设计理论相适应,但计算所得的弯沉轴数系数与规范差异很大。因此,应加强实际应用,及时根据具体实例对其进行修正。     

旧沥青路面加铺层力学响应分析

在旧路升级改造中,新旧路面材质、模量等参数相差较大,旧路面自身也有不同程度的老化,使得层间更是环节薄弱,层间的抗剪切问题也更加复杂,分析旧沥青路面加铺层力学响应,为合理设计路面结构提供参考。文章应用ABAQUS软件计算了不同旧路模量和层间接触状况下的弯沉、加铺层的层底拉应力、层底横向剪应力和层底纵向剪应力,并分析了其变化规律。结果表明:旧路模量主要影响加铺层层底拉应力,对新旧路层间剪应力和弯沉的影响比较小;层间粘结状况对加铺层层底拉应力和新旧路层间剪应力都有很大的影响,对路面弯沉的影响比较小,良好的层间粘结可以减小路面弯沉和加铺层层底拉应力,并减小路面滑移。     

基于正交理论的硬质沥青混凝土路面力学指标分析

为进一步了解硬质沥青混凝土路面的力学响应,采用正交分析方法分析中面层模量、中面层泊松比、下面层模量和面层厚度组合变化对沥青混凝土路面路表弯沉值和最大层底弯拉应力的影响.分析结果表明,面层厚度组合和中面层模量对路表弯沉值和最大层底弯拉应力的影响很大,增加沥青混凝土层厚度、提高中面层模量能够减小层底拉应力和路表弯沉值.硬质沥青混合料具有较高的模量,能提高沥青混凝土路面的整体力学性能.     

硫磺改性沥青路面的力学响应研究

采用ABAQUS有限元软件对半刚性基层硫磺改性沥青路面进行力学响应计算,将计算结果与SBS改性与基质沥青路面进行对比,结果表明:硫磺改性沥青路面层底弯拉应力显著大于SBS沥青及基质沥青路面,弯沉值小于SBS沥青及基质沥青路面;随着硫磺改性剂掺量增加,路面层底弯拉应力逐渐增大,弯沉值逐渐减小;并且随着沥青面层厚度的增加,面层底部主拉应力减小,弯沉值呈减小趋势。     

半刚性基层沥青路面轴数系数研究

应用弹性层状体系理论计算程序，分别以路表设计弯沉值，半刚性基层层底拉应力为换算指标，变换面层、半刚性基层、土基等不同结构层的参数，同时考虑轴距变化的影响，计算半刚性基层沥青路面轴载换算公式中的轴数系数。首先分析各结构层参数对轴数系数的影响，然后通过回归分析计算结果，提出建议的轴数系数计算公式，并与我国设计方法中取值作对比分析，发现以拉应力指标控制的轴数系数计算公式与规范较为接近，相对而言规范偏于安全保守。     

路基强度对水泥混凝土路面的影响研究

利用有限差分法分析了路基土的两个主要强度参数——黏聚力和内摩擦角对水泥混凝土路面的影响,重点讨论了路基土黏聚力和内摩擦角变化时路面板的弯沉和板中最大应力的变化规律。研究结果表明:路面的弯沉均随黏聚力或内摩擦角的增加而减小,当路基土黏聚力或内摩擦角增大至某一数值后,路面的弯沉不再发生变化,也即是说施工中可找到一组最优的黏聚力或内摩擦角组合使路面弯沉最小;板中最大拉应力受路基土的黏聚力和内摩擦角的影响不明显,在施工过程中靠增大路基土强度的方法达不到减小板中拉应力的目的。     

基于路面模量施工变异性的路面可靠度分析及评价标准研究

为优化路面结构设计方法和提高路面施工质量控制,以路表弯沉和底基层层底拉应力为控制指标,采用蒙特卡罗可靠度计算方法,系统研究基层与底基层模量变异水平对可靠度的影响规律,在此基础上,提出基层与底基层模量施工变异性评价标准。结果表明:基于路表弯沉和层底拉应力的可靠度随着基层与底基层模量变异系数的增加逐渐减小;为同时满足路表弯沉和层底拉应力两项指标均有95%以上的可靠度,需保证基层与底基层施工模量变异系数小于16%。     

沥青路面结构可靠度的计算

本文以现行《柔性路面设计规范》为基础，根据应力－强度干涉理论和导数定义，提出用近似求导法计算实际弯沉ｌｓ生弯拉应力σｍ的变异系数，进而计算路面结构的可靠度。     

路基回弹模量对路面结构层受力的影响分析

通过计算不同路基回弹模量下的弯沉系数、上层底面弯拉应力系数、中层底面弯拉应力系数以及三层体系表面最大剪应力系数,得出了这些系数和路基回弹模量的关系.     

面层模量对重载交通沥青路面受力特性及使用寿命的影响分析

面层模量是路面设计的重要力学参数,它的取值将直接影响到路面结构的设计结果及受力特性。应用路面计算程序,系统分析面层模量变化对重载交通沥青路面路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力以及路面结构疲劳寿命的影响,并阐述其影响规律。结果表明,面层模量对重载交通沥青路面的受力与变形特性及使用寿命具有显著的影响,提高面层模量值将增大面层应力,显著减小路表弯沉值、基层及底基层层底拉应力,进而提高路面的疲劳寿命。     

重载沥青路面轴载换算方法

在重载道路路面设计时采用路表弯沉、半刚性基层层底弯拉应力及车辙多指标体系,分别建立了以弯沉、弯拉及车辙等效的轴载换算公式,为重载路面的设计提供了一种可靠的设计方法。     

论汽车超载对沥青路面的危害

该文分析了汽车超载后沥青路面力学计算的结果,得知超载后的弯沉值、剪应力、拉应力与该车额定轴载时的弯沉值、剪应力、拉应力之比等于超载后的轴载与额定轴载之比,较过去不同额定轴载时的弯沉值、剪应力、拉应力之比为轴载比的0.87次方的结果更大.以此为据,计算了不同超载率对路面使用寿命缩短的年限,证明超载确是当前沥青路面损坏的主要原因,应严格依法控制.针对目前的实际情况建议超载率不得＞30%,单轴轴载不得超过130kN.以此为前提,在保持现行路面设计方法基础上,提出考虑超载后对现行设计方法的修订建议.文中特别指出超载对沥青路面高温剪切损坏的严重性,并提出提高面层沥青混合料抗剪强度的措施.