重载交通路段的道路路面设计方法探析

分析了重载交通路段的交通状况和运维特点,总结了车辆荷载对道路路面的作用机理,包括弯曲、疲劳、剪切和车辙效应。分析了我国规范对于重载交通路段设计的不适宜性,从而提出针对重载交通路面的设计方法,首先需要确定临界作用荷载,并进行轴载换算等效,最后基于长寿命路面设计思路进行沥青路面设计,这样能够满足重载交通路段路面的运营使用寿命。     

高速公路长大纵坡路段抗车辙技术分析

沥青路面的车辙变形主要是由于沥青混合料在高温荷载作用下的变形引起的,山区长上坡路段高速公路沥青路面车辙是在交通荷载长时间作用、高温和重载的综合作用下产生的。通过对贵州地区高速公路路面车辙病害问题的调查,分析了高速公路长大纵坡路段车辙病害产生的原因,对长大纵坡路段车辙病害形成机理和解决措施进行了研究。研究结果表明,重载交通、坡度、低速行驶是导致高速公路长大纵坡路段车辙病害产生的主要原因,对于山区高速公路长上坡路段的路面结构设计需要从车道设计、沥青混合料设计、路面结构组合设计等方面进行单独设计,从而提高沥青路面结构的抗车辙能力,延长路面的使用寿命。     

结构层厚度对重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的影响分析

厚度计算是半刚性基层沥青路面设计的首要任务,结构层厚度会直接影响到沥青路面结构的受力特性及使用寿命。应用SHELL设计方法的BISAR3程序,系统分析各结构层厚度变化对重载交通沥青路面路受力特性以及路面结构疲劳寿命的影响,阐述了面层、基层、底基层厚度对并重载交通半刚性基层沥青路面的使用寿命的影响规律。通过参数的敏感性分析计算,给出了重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的预测模型,有利于合理选择路面结构层厚度,做到工程造价与使用寿命的协调统一。     

重载交通长寿命沥青路面设计方法

在我国的道路建设中有90%的道路是沥青路面结构。我国公路的建设起步较晚,我国气候和交通荷载条件复杂多变,车辆超载严重,许多公路路面结构还存在种种问题。该文分析指出传统路面设计方法在工程实践中的局限性,并针对重载交通介绍了长寿命沥青路面的设计理念,设计过程中的要求、注意事项,相对于传统设计方法,分析了其在寿命周期,养护成本等方面的优势,最后指出引进长寿命沥青路面设计方法的必要性。     

永久性沥青路面试验路力学响应分布的数值仿真

为解决重载交通和复杂环境条件耦合作用下路面结构力学响应计算与实际不符的技术难题,采用永久性沥青路面试验路实测交通荷载、路面结构温度场和力学响应数据,分别构建轴载、路面温度场参数概率分布函数和基于轴载、温度变量的沥青层底最大应变力学响应回归模型。在此基础上,用计算机编程语言基于蒙特卡罗模拟法设计出参数抽样和沥青路面力学响应概率分布程序,建立了针对轴载、温度场参数离散型分布和正态分布特点的随机变量抽样方法,实现了参数输入和基于全年交通组成与温度变化周期的沥青路面力学响应分布的模拟仿真。结果表明,模拟的力学响应分布与工程实测结果一致,均近似服从正态分布。研究证明了通过蒙特卡罗模拟可揭示路面结构在荷载和温度耦合作用下的力学响应规律。     

滨州永久性沥青路面试验路初期阶段研究综述

针对传统设计的沥青路面结构需要周期性改建的重大技术难题,从重载作用下路面结构疲劳损坏的机理入手,首次铺筑重载交通条件下具备路面响应实时监测和长期性能观测条件的永久性沥青路面试验生产路。建立了典型重载交通道路的轴载谱参数和重载交通条件下路面力学响应实测数据库。通过对不同结构组合的路面结构力学响应规律的研究,得出了不同的路面受力状态规律,构建了路面力学响应新模型。在以上研究的基础上提出了重载条件下永久性沥青路面典型结构形式,推荐结构4作为典型永久性沥青路面结构推广应用,并初步形成基于累计损伤与极限应变的永久性沥青路面结构设计方法。     

基于组合式基层的重载交通沥青路面结构优化研究

针对目前重载交通作用下半刚性基层沥青路面出现的早期破坏现象,以使用期内总费用最经济为原则,通过正交试验和ANSYS软件分析组合式基层结构与材料等参数对设计指标的影响,并结合试验路工程探讨其在重载交通路面的适用性,进而提出满足重载交通需要的路面结构优化方案,使路面结构在设计使用期内不发生结构性破坏,从而达到提高路面使用性能和降低全寿命周期费用的效果。     

复合路面在天津港南港路改造工程中的应用

车辆荷载是决定路面结构设计和影响路面结构强度的主要因素之一,在滨海地区如何有效地减少重载交通对路面结构的影响,延长道路的使用寿命,该文结合天津港南港路改造工程取得的良好使用效果,阐述了重载交通下的路面结构改造设计与应用。     

基于重载交通设计理念的ATB-30施工技术推广及应用

随着我国经济建设的快速发展,大中型、特大型车辆在交通运输行业中占有的比重越来越大。重载、超载现象的频繁出现,对我国当前的沥青路面产生了严重的损害。而基于重载交通设计理念新沥青路面施工技术的出现,恰好在一定程度上缓解了当前的路面病害。本文在介绍重载交通设计理念的基础上,以神府高速公路为例重点研究了基于重载交通设计理念ATB-3施工技术的推广及其应用,以供施工技术人员参考使用。     

重载交通对沥青路面结构的影响分析

本文通过具体实例定量分析了重载交通对沥青路面结构使用寿命，结构应力和路表弯沉，结构层厚度的影响，论证了重载交通对沥青路面结构的破坏作用，其过程和结论对沥青路面交通管理和路面结构设计具有参考价值。     

耐久性基层沥青路面在高速公路上的应用研究

针对传统的半刚性基层沥青路面在广东高温、多雨、重载条件下耐久性不足的问题,尝试采用碾压混凝土基层沥青路面提高路面的耐久性能。对两种碾压混凝土基层沥青路面结构进行了力学响应分析,并对其疲劳寿命和车辙深度进行预估,结果表明两种路面结构均可满足重载交通的要求;该路面结构在广东云罗高速公路全线采用,通车3年后,路面使用性能优良。     

城区道路交通荷载等级双维度划分标准的研究

通过国内多座城市交通轴载调查,分析了当前城区道路交通量与轴载关系、道路交通量变化趋势以及道路被交叉口分隔后的各段交通量差异。提出表征城区道路荷载特性参数Z,并以其为指标进行道路荷载等级分级划分,提出比例谱划分法与简易划分法。适应城市交通荷载变化特点,将荷载等级分级与交通等级分级共同构成双维度耐久性沥青路面结构设计的依据,以荷载等级分级进行路面结构组合设计,以交通等级分级进行路面结构厚度设计,可为城区沥青路面设计借鉴。     

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。     

不同路面结构的重载敏感性分析

我国主要的路面结构为半刚性基层沥青混路面、水泥混凝土路面及柔性基层沥青路面,不同的路面结构在荷载的作用下表现出不同的力学特性。本文通过非线性力学分析,探讨了路面结构在重载作用下的非线性特性,得出了考虑重载条件的沥青路面轴载换算方法。结合路面结构轴载状况的调查及新的轴载换算方法,分析了不同路面结构对重载的敏感性。     

沥青路面层间结合状态力学分析与质量控制要求

分别对层间连续状态、半连续半滑动状态、完全滑动状态下,变化不同荷载作用,对路面结构的受力状态进行分析,得出在重载交通作用下和层间处于滑动状态下,沥青路面易发生结构性破坏,大大降低沥青路面的使用寿命。同时结合唐津高速改扩建工程实际,提出透层和下封层的施工过程关键技术。     

重载交通沥青路面改造方案控制破损模式分析与寿命预估

为利于在沥青路面改造过程中优选出适应于重载交通的路面结构方案,以东南沿海某市重载交通沥青路面改造工程为依托,针对不同的路面结构改造方案,利用有限元软件KENPAVE中的KENLAYER模块建立基于弹性层状体系理论的沥青路面结构模型,从疲劳开裂和永久变形出发进行路面结构的破损分析和使用寿命预估。结果表明:(1)重载交通作用下,路面永久变形破损率通常大于疲劳开裂破损率,应通过结构优化重点加以控制;(2)基层对重载交通沥青路面综合性能有显著影响,增加厚度、提高强度,有助于直接提高结构整体抗疲劳开裂和抗永久变形的能力,有利于提高路面结构使用寿命;(3)轴重变化对路面结构的破损程度影响较大,轴重增大,结构预期使用寿命明显减小,但行车速度对其影响较小。经综合比较,在4种改造方案中,结构2即基层采用碾压水泥混凝土的改造方案,其预期使用寿命最长,可作为依托工程路面改造的优选方案。     

柔性基层沥青路面轴载换算方法研究

文中结合重载交通实际状况和柔性基层沥青路面的普遍结构形式,考虑柔性基层沥青路面材料的非线性,采用粘弹性有限元法分析重载交通对柔性基层沥青路面路表弯沉的影响,提出了轴载换算指标,得到了柔性基层沥青路面的轴载换算公式。结果表明:柔性基层沥青路面对于重载交通的轴载敏感性小于半刚性基层路面,更能适应我国公路运输中超载超限问题突出的现状。     

基于直道足尺车辙试验的沥青路面重载轴载换算方法研究

车辙现已成为沥青路面一个严重问题,车辙也将发展成为沥青路面设计指标之一,故需建立起与其相对应的轴载换算公式。通过对3种典型的沥青路面结构进行直线式加速加载足尺试验,对不同重载作用下路面车辙随荷载作用次数的变化关系进行分析,得到了车辙预估方程,进而用等形变法建立了基于路面车辙等效的重载轴载换算公式。实验证明,利用该这个公式,再通过车辙预估方程计算的车辙与直道实测车辙数据拟合情况较好。     

基于层位应力分析的重载沥青路面抗车辙设计研究

从重载条件下的车辆轴载特性分析入手,选取合理的荷载作用计算图式,着重研究重载交通条件下沥青面层内的应力分布水平,分析路面车辙的产生机理及重载条件对车辙深度的影响,并应用车辙预估模型对比不同层位抗车辙改良效果,为设计、施工提供一定的理论支撑。     

基于使用性能指标的长寿命路面结构组合分析

基于路面使用性能指标的分析,对长寿命路面组合进行了探讨。通过研究弯沉和沥青层厚度对使用性能的影响,提出合适的沥青层厚度是保证路面较好使用性能的基本保证。在保证厚度的前提下,减小弯沉才是有效的提高路面性能的途径。分析发现,对于重载交通道路,当沥青层厚度超过某一范围,其使用性能指标随交通荷载继续增大变化很小,因此验证了英国TRL关于重载交通长寿命路面厚度设计思路的正确性。