基于蠕变参数的沥青路面结构抗车辙性能评价

为了评价各种路面结构的抗车辙性能,建立基于蠕变参数的非线性有限元模型,对3种不同的中下面层沥青混合料路面结构进行车辙深度计算。结果表明：路面结构产生的车辙断面均呈现“W”形分布,车辙最大值出现在车轮轮迹正下方,由于中面层的横向迁移,两端产生了隆起变形。3种路面结构的车辙发展与沥青混合料的蠕变规律相符合,SBR沥青混合料作为中下面层的路面结构抗车辙性能最好,70＃沥青混合料路面结构的抗车辙性能最差。     

基于时间硬化模型的路面车辙预估分析

为了对路面结构车辙发展进行定量的预估分析,本文建立了三维路面有限元模型,基于时间硬化的蠕变本构模型对三种典型结构的车辙进行了预估分析。结果表明,基于该模型的预估方法能够有效的模拟车辙发展。     

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。     

无单元Galerkin方法在沥青混凝土路面车辙分析中的应用

运用无单元Galerkin方法对沥青混凝土路面的车辙深度进行了计算,分析了路面的不同结构类型、荷载大小和中面层模量及厚度对路面抗车辙性能的影响。在半刚性路面模型基础上,分析了不同节点布置方案对计算结果的影响。计算结果表明,半刚性路面的抗车辙性能较好,荷载和不同的中面层材料对沥青混凝土路面抗车辙能力有较大影响。因此,为了有效地防止车辙的产生,应该在路面设计时对中面层的抗车辙能力予以考虑。     

基于Burgers模型的沥青路面抗车辙分析

文章介绍了Burgers模型的特点,选用Burgers模型模拟沥青混合料,使用prony级数展开Burgers模型的蠕变方程,得到修正的Burgers模型的蠕变参数,利用有限元软件ANSYS建立了路面结构的精细数值模型,分析结构在车辆循环作用下的力学响应,得到结构的抗车辙能力,为结构抗车辙分析提供了参考。     

沥青混合料车辙形成过程蠕变损伤的数值分析

将损伤演化律应用到无损的黏弹性本构模型中,以描述沥青混合料的蠕变损伤行为。采用阶跃式损伤演化律,近似刻画损伤增长,获得了与试验结果比较吻合的沥青砂、沥青混合料完整的3阶段蠕变曲线;结合现有商业有限元软件,模拟了沥青混凝土路面的车辙形成过程,得到了车辙深度随时间增长曲线和车辙形成过程中不同时刻的损伤演化云图,对于揭示沥青混凝土路面车辙形成的原因和机理有重要意义。     

OGFC-13在惠清高速公路路面中的应用

开级配磨耗层OGFC-13具有优良的排水和降噪功效。依托惠清高速公路实体工程,首先通过室内试验确定出最优的OGFC-13配比;其次,采用无损检测手段对OGFC-13铺筑后的平整度、构造深度及横向力系数进行测试评价;最后通过有限元模型对其车辙变形进行计算。结果表明:OGFC-13的空隙率一般为20%左右,铺筑后的OGFC-13路面表观均匀、平整度好,构造深度较大,抗滑效果优异。有限元计算的结果表明,随着荷载作用次数的增加,惠清高速公路OGFC-13路面结构的车辙深度逐渐增大,1 500万次荷载作用后,车辙深度仅1.95cm,该路面结构可满足抗车辙的要求。     

重载沥青路面车辙预估的温度-轴载-轴次模型

为了弥补现有车辙预估模型的缺陷,建立了基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型;结合路面足尺ALF加速加载的车辙试验,对不同的沥青路面结构开展车辙预估研究,并结合甘肃省武威地区的气候及交通特点,给出了车辙预估的具体方法;最后对车辙预估模型的可靠性进行验证.结果表明:车辙深度与累计轴次满足幂指数关系;温度和轴载是影响路面车辙的重要因素,温度每升高5℃,车辙深度大约增加1.8倍,车辙深度的增加倍数与轴载增加倍数大致相同;提出的基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型具有很高的可靠性,可用于预估同类沥青路面的车辙;强土基薄面层的路面结构具有更好的抗车辙性能.     

车辙预估模型研究

论文旨在依托汉堡车辙试验建立起高精度的车辙预估模型。对6种混合料进行不同温度与轮载压力下的汉堡车辙试验,以及标准条件下的抗剪强度试验,借助ABAQUS软件计算汉堡车辙试件的最大剪应力;以6种沥青混合料的汉堡车辙深度、试验温度、最大剪应力、抗剪强度和加载次数作为基础参数,通过多元拟合分析,建立起基准速度为66km/h的简化车辙预估模型;基于沥青混合料的时间硬化蠕变模型,理论推导行车速度与路面车辙的关系,将简化的车辙预估模型经速度修正后得到最终的车辙预估模型。研究结果表明,温度对沥青混合料永久变形的影响很大,当其他条件相同时,70℃的车辙深度约为50℃的4.5倍;轮载压力是影响混合料永久变形的另一敏感因素,当其他条件相同时,0.7 MPa的车辙深度约为0.5 MPa的1.7倍;混合料永久变形与加载次数呈非线性关系;所建立的车辙预估模型中的各个变量对方程均有显著意义,实测值与预估值具有很高的拟合度,说明该模型是可接受的,且可预估任意行车速度下的路面车辙。     

移动荷载作用下沥青路面车辙响应分析

车辆在路面行驶过程中,会对路面结构产生水平向推力,从而加剧路面结构层剪切破坏,而路面结构层剪应力过大是引起路面车辙的主要因素。文中建立在移动荷载下路面结构有限元模型,应用正交因素分析法研究车速、轴载、HMA厚度、HMA模量对路面车辙的影响。结果表明,HMA厚度和轴载大小是影响车辙深度的主要因素,其大小与车辙深度的关系可以用二次抛物线描述。     

新疆岩沥青对高速公路面层抗车辙性能影响研究

高速公路早期病害中车辙首当其冲,其原因有车辆超载、气温、降水等外界因素,也有路面结构设计不足等内部因素。文中基于路面加速加载系统,通过试验模拟不同路面面层结构使用新疆岩沥青或70#基质沥青时车辙深度,分析新疆岩沥青对路面面层抗车辙性能的影响,确定岩沥青最佳掺量,并建立累计荷载作用次数与车辙深度的关系模型,预估路面面层使用寿命。     

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%。     

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。     

沥青路面车辙的多参数预估模型研究

利用加速加载试验及室内车辙试验建立沥青路面的车辙预估模型。室内车辙试验考虑了3种不同温度、3种不同轮载及3种不同试件厚度共27种工况,每种工况加载1h得到室内车辙曲线;加速加载试验采用了3种路面结构,利用传感器实测路面温度,每种路面结构采用实际轮胎加载50万次得到加速加载车辙曲线。车辙预估模型采用指数形式,模型自变量包括抗剪强度、剪应力、加载次数、路面温度及行车速度。其中抗剪强度采用单轴贯入试验测定,剪应力采用弹性有限元方法计算,计算中采用的模型参数均为实测参数。以试验数据及力学计算数据为基础利用遗传算法求解模型系数,得到沥青路面的多参数车辙预估模型。通过验证该模型可以很好地拟合试验数据,同时该模型适应度广、精度高。     

高速公路沥青路面车辙发展规律及影响因素分析

为掌握路面车辙深度的发展规律,选取江苏省不同交通等级的高速公路沥青路面路段,分析路面车辙深度随时间和空间的演变规律,建立两阶段车辙深度预估模型,并探究荷载和材料对路面车辙程度的影响。结果表明,随着通车时间的增长,路面车辙深度初期增长迅速,之后逐渐趋于平稳;随着车辙深度的增加,沥青路面车辙深度逐渐由上面层下移至中面层;车辙深度随着当量轴载作用次数(ESAL)的增加而逐渐增大,双层改性沥青路面的车辙年增量相对较小,而单层改性沥青和三层普通沥青路面的车辙年增量明显较大,荷载和材料性能是沥青路面产生车辙病害的主要影响因素。     

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。     

基于冻融循环蠕变特性的沥青路面车辙试验研究

为了研究冻融循环对沥青混合料路面车辙的影响,对AC-13、ATB-25和AC-20共3种不同类型的混合料进行冻融后的弯曲蠕变试验和车辙试验,研究蠕变速率及车辙评价指标随着冻融循环次数增加的变化规律。结果表明:冻融循环后蠕变速率εs与动稳定度DS逐渐降低,车辙深度RD则逐渐增加,并且三者的相关性很好;冻融循环降低了混合料的高温稳定性,导致车辙加重。因此蠕变速率可以作为预估冻融循环作用下车辙发展规律的有效参数。     

沥青路面车辙主要影响因素综述

分析了沥青路面车辙影响因素相关试验数据和理论成果,指出配合比、结构组合及蠕变是沥青路面车辙的主要影响因素,得出比例均匀合理的骨料级配及合适的沥青用量、设计面层各层模量相当的路面结构与减小蠕变变形等方法可以有效控制和减少车辙现象产生的结论;此外,添加抗车辙剂和设置层位格栅等外部技术手段,既可提高沥青路面性能,亦有利于减小车辙效应。     

沥青路面抗车辙性能评估与结构优化研究

为了研究路面结构对车辙性能的影响,通过试验的方式对路面结构进行加强,分别对路面结构上层和中层进行加强,并对试验路面进行重载车辙试验与剪应力试验。结果得出:低速行驶的车辆对路面的车辙深度更深,并且随着车辆的荷载增加,车辙深度也会增加;通过加强路面的上层和中层,可以使路面的抗车辙能力提升,并且加强路面上层和中层的提升能力相差不多,最终得出由抗车辙功能性沥青混合料、密级配SBS改性沥青混合料、密集配普通沥青混合料三种材料的组合为最优方案。对路面进行加强、路面的抗剪能力的提升并不明显。     

沥青路面车辙预估与分析

以山东省典型的某高速公路沥青路面结构为例,运用非线性有限元软件ABAQUS进行了路面结构车辙的数值模拟与分析,建立了车辙深度与轮载作用次数之间的模型方程,采用该方程可以确定路面养护的时机,为养护方案的决策提供科学依据。