超薄沥青混凝土磨耗层层间剪切应力状态与抗剪指标分析

针对加铺超薄沥青混凝土的路面结构,文章分析了不同位置剪切应力的变化规律,分析得出超薄沥青混凝土路面的水平剪应力数值随着深度增加逐步增加,在原结构层上面层底部、中面层上部的位置达到最大,超薄罩面能够避开了剪应力最大值出现的位置,有利于层间粘结。分析不同参数对剪切应力的影响,得出结构层厚度的变化对层间最大剪应力的影响非常有限,而模量的影响非常明显;低温状态时,罩面厚度越小越有利于层间粘结,高温状态时,罩面厚度越厚越有利于层间粘结。提出了不同条件下超薄沥青混凝土磨耗层路面层间抗剪指标的计算方法。     

刚柔复合式沥青路面层间结合技术

针对刚柔复合式沥青路面的结构特点,分析刚柔复合式路面层间界面最大剪应力的位置、大小及其影响因素,总结常用的层间界面抗剪切强度试验方法,探讨层间界面结合的结构与材料,提出喷洒型层间界面结构的施工技术,供同行参考。     

刚柔复合式路面层间抗剪性能研究

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土,其关键因素是层间抗剪性能。本文借助MTS设备,自行设计直剪试验。对刚柔复合式路面在不同界面和不同粘结材料下的层间抗剪性能进行研究.结果表明,界面类型对层间抗剪强度有显著影响,界面越粗糙,抗剪能力越强;其次,粘结剂的类型对层间抗剪强度亦有影响。改性沥青层间抗剪强度最高,橡胶沥青相对最低。     

连续配筋混凝土复合式沥青路面层间剪应力影响因素分析

建立了CRC+AC复合式路面结构模型,在搜索层间最大剪应力发生位置的基础上,分析了AC层厚度、模量和层间结合状态等对层间剪应力的影响水平,以及层间剪应力对模量和层间结合状态的响应规律。结果表明:单轴双轮组作用下CRC+AC复合式路面的层间最大剪应力发生在靠近荷载中心一侧的当量单圆的0.8δ圆周与135°或225°线的交点附近;剪切弹性柔量对层间最大剪应力的影响最大、AC层弹性模量次之、AC层厚度最小;层间最大剪应力随层间结合状况的减弱而上升,良好的层间黏结措施对减少层间剪切破坏意义重大;气温降低时AC层模量对层间最大剪应力的影响大于气温升高时,季节性冰冻地区在层间结构设计时需重视气温条件对沥青混合料模量的影响。     

新建CC+AC复合式路面结构设计方法探讨

新建CC+AC复合式路面结构设计可借鉴旧水泥路面加铺沥青层结构设计方法,但基于新建复合式路面刚柔界面的复杂特点,增加了将刚柔层间粘结强度和抗剪强度作为计算沥青层厚度与判断混凝土界面层间处治措施是否满足要求的控制指标。针对刚柔界面层不同处治方案和材料类型,提出界面粘结强度和抗剪强度的建议值,并介绍新建CC+AC复合式路面结构设计内容与设计流程。     

复合式路面层间剪切性能试验和评价方法

以混凝土为基面的沥青铺装层复合式路面结构的层间力学性能与基面形态、黏层材料、工作环境等因素相关,十分复杂。作为探讨,采用现场批量化制备试样,结合室内剪切试验,对比了基面经喷砂和凿毛处理后,黏层用料、工作温度、成型方法、加载方式、界面污染程度等因素对黏层抗剪强度的影响,证实了剪切试验应用于复合式路面层间抗剪强度评价的合理性,提出了复合试件层间剪切强度试验方法,修正了层间最大剪切强度计算公式,进一步提出了复合式路面层间抗剪强度评价方法,并将研究成果应用于依托工程,验证了该方法的可行性。研究表明:界面糙化方式、温度、试件成型方法、加载速率、层间污染程度等因素对层间黏结性能均具有较大影响,并在最佳的构造深度值下,层间的抗剪强度最大,界面最佳构造深度受防水黏结层种类、界面糙化方式、基面几何特性等因素决定;SBS改性沥青同步碎石封层的层间剪切性能对温度敏感性要大于聚合物反应型防水黏结材料;在最大剪切强度计算公式中引入了温度和特殊路段修正系数,且层间温度40℃时的层间抗剪强度为主要控制指标,试验方法、剪切应力计算结果和评价指标相互协调一致,形成评价层间剪切性能的系统方法,可用于路面结构设计及路面性能评价中。     

连续配筋混凝土复合式沥青路面层间剪应力及结构

针对连续配筋混凝土复合式沥青路面(CRC+AC)结构的特点和现有研究的不足,运用传热学理论、力学理论和有限元法,计算和分析了层间剪应力的临界荷位和影响因素;通过室内试验和工程实践,研究了基于层间剪应力的层间结构和材料及CRC层表面处理技术.研究结果表明:层间抗剪强度不足会使CRC+AC结构层间出现纵向和侧向滑移;层间最大剪应力随AC层厚度和模量的增大而减小,且随AC层厚度增加而减小的趋势更为明显,CRC层厚度对层间最大剪应力的影响很小;通过计算分析并结合试验路修筑经验和检测结果,建议CRC+AC结构AC层的厚度不宜小于6cm;建议采用喷洒式结构对CRC+AC结构的层间进行处理,并选用SBS改性沥青作为喷洒沥青,采用裸化技术对CRC层表面进行处理.研究结果可为刚柔复合式沥青路面的合理设计提供重要参考.     

刚柔结合面联结状态对CRCP＋AC复合式路面的影响分析

通过定性与定量分析刚柔结合面层间联结状态对CRCP＋AC复合式路面的影响得知,复合式路面刚柔结合面既要有一定的层间联结强度,又不宜联结过于牢固。经对复合式路面常用的4种刚柔结合面层间联结材料进行的室内直剪与应力松驰试验结果表明,“SBS改性沥青＋土工布”是一种值得在CRCP＋AC复合式路面刚柔结合面上推荐使用的层间联结材料。     

反映车辙产生特征的最大剪应力取值方法研究

针对剪切流变主要产生于中面层这一车辙产生特征,提出更为合理的最大剪应力取值方法.利用有限单元法分析了不同类型路面结构沿荷载中心横断面的最大剪应力整体分布规律,提出了3种改进的最大剪应力取值方法;通过不同取值方法对应的永久变形预估方程分析沥青层变形,选出了最优取值方法.结果表明:取双轮荷载单轮中心、邻近外侧边缘与两者中点3个位置作为最大剪应力计算位点,以同深度各位点平均值作为该深度最大剪应力分析值,可合理反映不同路面结构沥青层内的受剪状况和剪切流变特征,得到合理的永久变形预估方程.     

薄层橡胶沥青加铺结构层间剪应力研究

水泥路面加铺薄层橡胶沥青功能层是一种典型的刚柔复合式路面,其受力状态可视为无限大弹性连续层状体系,该文采用BISAR软件分析层间粘结强度、沥青层的弹性模量、层间摩擦系数和加铺厚度等因素对加铺的薄层橡胶沥青层层间剪应力的影响进行计算。研究结果表明:薄层橡胶沥青层层间剪应力随着层间的接触状态而变化,层间最大剪应力的大小与位置和层间的接触状态有很大关系,层间最大剪应力随着沥青混凝土的模量的增大而减小,但减小的程度很小,甚至可以忽略,随着加铺层厚度增加,层间最大剪应力减小。     

PCC-AC复合式路面层间力学分析及施工关键技术

PCC-AC复合式路面不仅节省了工程造价、改善了路面使用性能,延长了路面使用寿命,而且符合可持续发展的环保理念。本文在理论计算和试验研究的基础上,对PCC-AC复合式路面的层间剪切情况进行深入研究,经分析得:PCC-AC层间滑动系数和中间层材料厚度对于层间剪应力的影响最明显,PCC层厚度对层间剪应力几乎无影响;在几种中间层材料中,SBS改性沥青同步碎石封层能有效提高PCC-AC的层间抗剪性能和疲劳性能。最后,对PCC-AC施工关键技术进行了论述。     

不同施工工艺对沥青路面层间抗剪能力的影响分析

近年来沥青路面的层间剪切滑移问题越来越受到人们的关注,据大量调查研究表明,路面的层间结合不良是导致公路出现早期损坏的重要原因之一。本文以此为切入点应用弹性层状体系理论,通过力学计算探讨了随路面结构参数的改变面层与基层间最大剪应力的分布状况及最大剪应力峰值的变化规律,为论证路面产生剪切滑移的可能性提供了理论基础。同时本文详细分析了路面结构层间抗剪能力的影响因素,并通过大量试验比较了不同施工工艺对层间抗剪能力的改善效果,确定了最佳粘层油施工洒布量,以及路面层间抗剪强度与剪切速率的关系,建立了室内试验与实际路面形态的联系,从而指导路面施工。     

隧道复合式路面层间剪应力分析及面层厚度设计

针对隧道复合式路面沥青面层厚度设计中存在的问题,以层间剪应力为控制指标,引入层间剪切弹性柔量,利用Bisar3.0软件,分析部分连续结合状态、连续状态下的层间剪应力和5种不同面层厚度下的层间最大剪应力;考虑复合式路面温度场和层间剪应力的差别,分别对隧道进出口和中部面层厚度进行设计。结果表明,部分连续结合状态下,水平纵向剪应力和最大剪应力都较小,但不能依据层间结合状态来减小剪应力,考虑到新建工程结合状态良好,宜采用连续结合状态分析层间剪切力;随着沥青面层厚度的增加,最大剪应力逐渐降低;设计中隧道中部沥青面层厚度可比进出口处小2cm左右。     

泥土污染对复合式路面界面层性能影响的试验研究

利用MTS万能试验机,采用45°斜剪切试验和拉拔试验研究泥土污染物对复合式路面层间粘结性能的影响。试验分别在饱水和干燥条件下进行。试验结果表明:界面层保持洁净对保证复合式路面层间的整体性有重要作用,泥土污染量越大,层间抗剪和拉拔强度越低,且降低幅度随着泥土剂量的增加逐渐增大;在相同泥土污染量条件下,随着温度升高,层间抗剪和拉拔强度同样降低,且在饱水状态下,界面层层间抗剪和拉拔强度比干燥状态降幅更大。     

考虑界面状态的复合式路面层间黏结性能研究

针对复合式路面层间脱黏、耐久性较差等问题,考虑路面层间黏结状态,借助双层车辙板芯样试件的层间剪切与拉拔试验,分别研究了界面拉毛深度、拉毛宽度、拉毛间距3个指标对层间抗剪强度和拉拔强度的影响,并对比分析了界面拉毛技术与界面粗糙处理技术、未处理的优势。试验结果表明:与经过简单的界面粗糙处治相比,界面拉毛处治能显著提高刚柔复合式路面层间剪切与拉拔强度,分别达84.3%、132.8%;正交试验所得复合路面层间界面抗剪强度和拉拔强度的最优组合为拉毛深度10mm,宽度13mm,间距8mm,可为"白改黑"及复合式刚柔路面设计、施工和管理提供技术支撑,为道路工程改扩建及养护提供新视野。     

水泥混凝土拓宽罩面工程碾压混凝土刚性基层应用研究

针对水泥混凝土路面拓宽罩面结构的受力特征,通过现行设计规范中复合式路面疲劳应力验算、采用有限元对碾压混凝土刚性基层拼接面板板边(纵向板中)位置的拉应力、拉杆受力计算和接缝剪应力的验算.结果表明,尽管随着汽车荷载作用位置不同,沥青罩面层底、混凝土板顶和拉杆的受力有所差异,但均可满足沥青罩面抗剪强度的计算要求.     

水和超载对混凝土板沥青层间剪切疲劳寿命的影响

为弥补水泥混凝土板沥青铺装层间剪切疲劳寿命设计方法的不足,通过不同水环境、正压力条件下沥青混凝土及其与水泥混凝土板层间的抗剪强度和剪切疲劳试验,结合水泥混凝土板沥青铺装结构的三维有限元计算,探讨了水和超载对水泥混凝土板沥青铺装层间剪切疲劳寿命的影响。利用自行研制的可施加正压力的剪切试验仪,测试了2种水环境(无水和浸水)和3个正压力(0.3,0.5,0.7MPa)下沥青混凝土及其与水泥混凝土板层间抗剪强度,并进行了2种水环境、2个正压力(0.5,0.7 MPa)和4个剪切应力比(0.4,0.5,0.6,0.7)下沥青混凝土及其层间剪切疲劳试验。在此基础上,结合复合式路面结构的三维有限元计算,对比分析了不同水环境、垂直和水平荷载下沥青铺装层及其层间剪切疲劳寿命。研究结果表明:沥青混凝土和层间剪切疲劳寿命均与剪切应力比具有良好的双对数线性关系,剪切疲劳特性参数与材料特性、环境因素、交通荷载和沥青铺装结构等有关;层间抗剪强度和剪切疲劳寿命均低于沥青铺装材料的抗剪强度和剪切疲劳寿命,层间剪切破坏沿混凝土板表面发生;浸水导致层间剪切疲劳寿命降低85%以上,水平力和超压作用缩短层间剪切疲劳寿命45%以上,浸水比交通荷载的影响更大。     

山区高速公路长大纵坡段沥青路面剪应力分布研究

由于地形限制,长纵坡、大纵坡在山区高速公路中屡见不鲜,且该类路段易发路面的车辙和推移病害。选取三类常见的沥青路面,对长大纵坡段的沥青路面力学行为模式进行分析,考虑重载因素及层间不完全连续,利用壳牌设计软件Bisar3.0计算不同纵坡下不同路面形式的剪应力。结果表明：三类沥青路面的最大剪应力随路面纵坡增大呈较小的下降趋势;柔性路面最大剪应力往往出现在路面表层,我国常用的半刚性路面、复合式路面最大剪应力出现在中面层,设计中应加强中面层的抗剪切、抗车辙设计;层间不完全连续接触使三类路面在面基结合面上剪应力骤降。     

CRC+AC复合式路面的应变能响应分析

基于第四强度理论,应变能大小可以代表沥青混合料所承受的剪切破坏的强弱。由于沥青面层和混凝土板之间的材料性能差异,复合式路面层间是变形、滑移、开裂等病害的易发区。提出采取应变能理论对AC层进行抗剪性能研究和分析,利用有限元软件计算了在水平荷载和竖向荷载的共同作用下,AC层内各深度处的应变能大小,结果表明:应变能最大值出现在AC层上部,虽然层间应变能稍小,但是层间应变能容许值可能不足,层间的应变能最不利区域和水平剪应力最不利区域呈现了一致性,层间最不利点都处于轮胎后缘处。     

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。