超薄白色罩面大型足尺试验研究

超薄白色罩面(UTW)是近年在国外应用较多的一种新型路面结构。为研究我国的半刚性基层沥青路面的UTW结构特性,在室内修筑了多方案的大型足尺试验路,并采用直线式加速加载系统进行试验。足尺试验采集了动载应变和静载应变,对比分析不同方案的结构特性发现,层间粘结使中性轴下移,减小了混凝土板拉应力;通过对各方案破坏情况的分析,得出较好的结构组合;钻芯发现超薄白色罩面结构分析中主要应考虑混凝土板应力。通过对路面开裂的有限元分析,印证了路面的开裂位置,并指出脱空是板角开裂的主要原因。     

采用便携式剪切仪研究超薄白色罩面的层间抗剪性能

超薄白色罩面作为一种新型路面结构在国外得到广泛应用,其特定的路面结构要求超薄水泥砼面层与沥青层层间较好联结,因而层间抗剪性能对保证路面正常使用具有重要意义.设计了基于便携式剪切仪的层间界面剪切试验,采用水泥砼和沥青砼复合试件模拟超薄白色罩面和旧沥青面层的结合状态,得到了界面剪切强度随温度和竖向压力的规律.同时验证了该试验的可行性.     

采用便携式剪切仪研究超薄白色罩面的层间抗剪性能

超薄白色罩面作为一种新型路面结构在国外得到广泛应用,其特定的路面结构要求超薄水泥砼面层与沥青层层间较好联结,因而层间抗剪性能对保证路面正常使用具有重要意义.设计了基于便携式剪切仪的层间界面剪切试验,采用水泥砼和沥青砼复合试件模拟超薄白色罩面和旧沥青面层的结合状态,得到了界面剪切强度随温度和竖向压力的规律.同时验证了该试验的可行性.     

旧沥青路面裂缝对白色罩面层受力的影响分析

采用有限元方法,分析了旧沥青路面裂缝对白色罩面层受力的影响,得到了板底荷载和温度最大耦合应力随加铺层厚度和模量等参数变化的规律。结果表明:旧沥青路面横向裂缝位于加铺水泥混凝土板板中时,板底荷载应力、温度应力及二者耦合应力均为最大,且随加铺水泥混凝土板模量增加而增大,随水泥加铺层厚度的增加而减少。     

山区陡坡水泥混凝土路面的应力分析

根据水泥混凝土路面的受力特点,运用三维有限元方法,分析在标准荷载作用下,不同道路纵坡面层层底最大拉应力、层底最大剪应力的变化规律,以及不同超载率对不同坡度下面层力学指标的影响。分析结果表明,拉应力和剪应力都随道路纵坡的增大而增加。其中,剪应力影响幅度较大,更易使面层开裂;超载情况下,应力指标均显著上升。因此,应尽量提高水泥混凝土面层的抗拉强度和抗剪强度,并严格限制陡坡路段车辆超载。     

某国道“白加黑”沥青薄层罩面力学响应分析

为研究水泥砼路面上沥青薄层罩面的力学行为，结合湖南省某国道改造项目工程实例，运用BISAR3.0程序对沥青薄层罩面及其层间的力学响应规律进行分析。结果表明，层间结合状态对“白加黑”薄层罩面层内拉应力和拉应变影响显著，从完全连续到完全光滑，最大拉应力和最大拉应变显著增大，所以应加强沥青罩面层与旧水泥砼路面之间的粘结；超载对剪切应力影响显著，通过增大罩面层的模量可以有效减小沥青层的剪切变形；罩面层厚度对最大剪应力τmax 的影响，层间连续时以3 cm为界，层间光滑时以4 cm为界。     

层间界面条件对半刚性等级公路结构性能的影响

层间界面接触条件不良是导致半刚性等级公路产生早期病害的重要原因。采用ABAQUS有限元软件,依据道路层间破坏的类型,对考虑层间接触条件的典型等级公路的接触非线性力学特性进行了分析,研究了不良层间接触面位置和层间接触状态变化对等级公路结构性能的影响。分析表明,不良层间接触面上方结构层的最大拉应力对层间接触状态的变化更敏感;不良层间接触面位置不同时,在层间界面处产生的拉应力突变量差别较大,当下面层与基层接触不良时,拉应力突变量最大。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青面层技术应用

本文开展的室内试验研究了聚丙烯150g土工布,白色聚酯长丝土工布,聚酯玻纤土工布等类型土工布用于旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面夹层时的工程效果。试验结果表明:水泥面板上0.8kg/m2的用油量应为聚丙烯150g土工布最适宜的用油量;本文设计的拉拔试验可以有效的代替剪切试验,评价层间粘结状况;通过MTS疲劳试验,在锯缝的情况下,聚丙烯150g土工布可以使沥青混凝土延缓78990次后开裂,比其它土工布分别提高了19.2%、3753%;在无锯缝的情况下,聚丙烯150g土工布可以使沥青混凝土延缓55730次后开裂,比其它土工布分别提高了76.0%、3027%;以沥青层底拉应力作为比较,聚丙烯150g土工布降低层底拉应力的效果最为明显,可达50%以上,因此,其初裂、终裂次数均比其它两种土工布要高出许多。     

超薄水泥混凝土罩面在新昌旧水泥混凝土路面的应用

根据超薄水泥混凝土的结构和材料特点,结合绍兴新昌县新大线的旧路面状况,通过相应的力学计算,设计确定了新大线超簿水泥混凝土罩面的合理板块尺寸;根据国内外的经验和当地的施工及气候条件,选择了满足试验段要求的UTW原材料和配合比;采用合理的质量控制和施工方法,顺利完成了试验路的超薄水泥混凝土罩面施工,取得了UTW在浙江绍兴地区的研究应用经验.     

超薄水泥混凝土在旧沥青路面养护中的应用

针对绍兴新昌地区省道38线新昌段的一段旧沥青路面,通过相应的力学计算,设计确定了超薄水泥混凝土罩面的合理板块尺寸;根据国内外经验和当地的施工条件,选择了满足试验段要求的UTW原材料和混凝土配合比;通过合理的质量控制和施工方法,顺利完成了试验路的超薄水泥混凝土罩面施工。取得了UTW在旧沥青路面罩面养护中的应用经验。     

层间接触状态对半刚性基层沥青路面使用寿命的影响分析

基于弹性层状体系,利用Kenlayer程序研究了标准轴载作用下半刚性沥青路面层间接触状态对路面结构使用寿命的影响。分析结果表明:层间接触状态对路面结构层中应力的分布和路面使用寿命均有重要影响。完全连续状态下的路表弯沉值、结构层层底拉应力和路基顶部压应力要小于非完全连续状态的情况,基面层间的接触状态所产生的影响要大于面层间的接触状态。层间接触状况较差时,路面结构的使用寿命会有明显下降。层间完全连续状态下的路面使用寿命,几乎是其它层间接触状态下的2~4倍。因此,铺设路面时适当铺洒粘层和透层,可保证层间连续性,     

层间界面条件变化对半刚性基层沥青路面结构性能的影响

针对半刚性基层排水性能较差的特点,若渗入沥青层的水分不能从基层迅速排走,将会滞留在基层表面,软化基层表面,在车辆荷载的作用下形成泥浆,使沥青层与基层之间的界面条件从连续状态变为滑动状态或者是半连续半滑动状态。本文采用弹性层状体系理论计算分析了层间接触状况发生变化时,路面结构的力学响应及弯沉的变化情况。结果表明：当界面条件从连续状态变为滑动状态的过程中,荷载中心处的面层层底应力逐渐由压应力变为拉应力,路表弯沉逐渐增大,极易引起路面结构开裂破坏。     

超载现象对沥青路面结构力学影响分析

基于甘肃省目前普遍存在的超载现象,采用我国典型的半刚性沥青路面结构,同时针对沥青路面面层-基层间的层间接触,利用路面结构分析计算软件BISAR3.0 对半刚性沥青路面的路表弯沉、面层层底弯拉应力及路基顶压应变进行计算分析。结果表明,不同的超载率对半刚性基层沥青路面结构力学响应有很大影响,而面层-基层间层间接触条件的逐步恶化又加剧了超载对路面的损害效应。基于此结论,建议在路面施工过程中,应保证面层-基层间接触良好,并在道路运营期间采取一些措施控制车辆的超载、重载。     

高速公路上坡路段半刚性沥青路面的三维有限元分析

运用三维有限元方法,分析了不同道路纵坡下路面结构层层底最大拉应力、层底最大剪应力和土基最大压应变的变化规律,以及上坡路段在不同超载率、路面摩擦系数和温度状况下各主要路面结构力学指标的变化情况,并提出了相应的防治对策。分析结果表明,道路纵坡改变只对面层所受拉力有影响,更易使面层产生开裂;各面层都是剪应力作用的主要集中区域;超载率、路面摩擦系数和温度对上坡路面结构受力都存在不同程度的影响,汽车超载的影响最大。因此,应尽量提高沥青混合料面层的抗拉强度和抗剪强度,并严格限制上坡车辆超载。     

基于断裂力学原理的水泥混凝土路面开裂研究

从断裂力学角度对水泥砼面层与基层接触界面的破坏过程进行分析。计算出3种典型轮载下引起断板的临界长度；通过无损检测，探测出可能产生断板部位的裂缝长度；比较二者，可知混凝土路面是否即将断裂。用此方法可及早发现可能产生断板的部位，以采取适当防护措施延长公路使用寿命。     

公路隧道沥青路面结构的力学性能研究

应用三维有限元方法,对双轮垂直荷载和由于车辆加减速引起的水平荷载共同作用下沥青层应力响应进行分析,并对不同双轮重、不同沥青层和基层的模量厚度以及各结构层间不同接触状态下沥青层应力曲线响应进行了探讨分析。结果表明,荷载轮底下沥青层内部基本处于受压状态,荷载轮隙中间表面存在较大的拉应力,并在荷载接触面边缘有较大的剪应力。确定出合理的沥青层厚度为14 cm,加强结构层之间的粘结可以有效地控制沥青层底面的裂缝。根据不同的基岩强度设置相应的基层类型和基层厚度以及改善沥青混凝土质量也是公路隧道沥青路面结构设计时应考虑的问题。     

沥青路面结构层界面效应研究

当沥青面层和基层之间的界面条件从理想的连续状态过渡为滑动状态或半连续半滑动状态时,沥青层底部的弯拉应力和应变将可能成为控制性指标,将有可能在荷载作用下早于基层首先发生弯拉开裂,并逐渐向上扩展,成为破坏的根源。为了使沥青路面能够在实际工程中得到更好的应用,有必要对这种界面特性进行分析。通过介绍沥青路面破坏的内在因素,对沥青路面结构层界面进行效应分析,并提出预防措施。     

沥青路面线性疲劳损伤特性及应力状态演变规律

为了研究沥青路面结构在车辆荷载作用下的疲劳损伤演化特性及应力状态演变规律,运用通用有限元软件ABAQUS及二次开发平台,建立考虑路面材料线性疲劳损伤的沥青路面结构数值计算模型,分析沥青路面结构在车辆荷载反复作用下路面结构损伤以及路面结构内部水平正应力的空间分布与演化规律。结果表明:路面结构损伤主要分布在双轮中心线下靠近层底的区域,随着荷载作用次数增加,基层层底与底基层层底损伤度均增加,但增加幅度逐渐减小;双轮中心线下靠近层底区域,考虑损伤的路面结构相比无损路面结构,水平拉应力均有所减小,且随荷载作用次数增加,水平拉应力逐渐减小,但减小的幅度逐渐趋缓。研究结果可用于路面维修养护中路面破坏区域及程度的判断,以及路面设计研究中设计指标的确定。     

实测轮胎荷载作用下层间接触条件对沥青路面力学响应的三维有限元分析

实际道路中层间接触状态非常复杂,层间接触状态对路面的使用性能有直接影响;并且轮胎与路面的接地形状随着轮胎负荷及胎压的不同呈现出明显的非均匀分布,路面结构内的力学响应也随之发生不规则变化。基于此,采用三维有限元方法,分析在实测轮胎荷载作用下,完全连续、基、面层间光滑两种层间接触状态时,柔性基层和半刚性基层路面力学响应的差异。分析结果表明,层间光滑时面层内的最大剪应力以及层底拉应变均明显增大,相应路面车辙和开裂的机率大大增加,因此必须高度重视层间处理工艺。     

设防水层的混凝土桥沥青铺装结构

选取典型实心板、T梁、箱梁三种桥梁形式,用有限元法分析不同桥型在简支和连续几跨边界条件、承受汽超 20作用下沥青铺装层的不同受力特征;主要计算铺装层拉应力,接触层间剪应力和法向拉拔力。针对典型的箱梁,比较分析铺装层和桥面板间完全连续和滑动摩擦接触;直线梁桥和曲线梁桥的铺装;平坡桥和设有纵坡桥梁的铺装;分析了应力对铺装厚度的敏感性,提出沥青铺装设计指标。