半刚性基层沥青路面-路基协调设计

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立两种典型半刚性基层沥青路面结构的三维有限元模型,针对3种路基高度和4种路基回弹模量,计算半波正弦荷载作用下路面结构的动态响应,结合半刚性路面各结构层疲劳寿命预估方程,分析路面结构疲劳寿命随路基回弹模量变化的规律和相互协调问题。结合交通等级标准,确定满足不同交通等级的临界路基模量。分析表明:路基模量对沥青层疲劳寿命影响较小,对半刚性基层和永久变形预估寿命影响较大;路基高度对半刚性基层路面各结构层疲劳寿命的影响均较小,尤其是对沥青层疲劳寿命影响更小;具有柔性底基层的半刚性路面结构的临界路基模量比具有半刚性底基层的路面结构大。     

沪宁高速公路沥青路面结构抗车辙性能环道试验研究

结合沪宁高速公路扩建工程,对其拟采用的3种沥青路面的结构在50℃～60℃高温下进行了环道车辙试验并测试了沥青路面各结构层的永久变形,分析了水泥稳定碎石半刚性基层、级配碎石柔性基层和各沥青结构层变形对路面车辙的影响。环道试验测定结果表明,对于沥青层厚度超过20cm的沥青路面结构,其柔性基层或半刚性基层对车辙的影响没有明显差异,永久变形主要发生在20cm深度范围以内。     

隧道半刚性基层沥青路面沥青层疲劳开裂影响因素研究

通过建立隧道半刚性基层沥青路面有限元模型, 对隧道内半刚性基层 (预设横向贯通裂缝) 沥青路面沥青层疲劳开裂进行研究, 研究表明对于隧道内半刚性基层沥青路面, 由于沥青层内最大拉应变显著大于沥青层底拉应变, 导致沥青层内的疲劳寿命远小于沥青层底的疲劳寿命。 沥青层层底疲劳开裂寿命影响因素敏感性排序为： 基层模量＞面层模量≈面层厚度＞基层厚度。 基层模量越大、 基层厚度越厚、 沥青面层模量越小对沥青面层疲劳开裂寿命越有利。     

不同结构型式沥青路面路用性能对比研究

开展了柔性基层沥青路面与半刚性基层沥青路面结构力学响应及疲劳寿命的有限元分析,并对实体工程进行了连续3 a的跟踪观测。结果表明:相比于半刚性基层沥青路面,柔性基层沥青路面路表弯沉、沥青层底拉应变、土基顶面压应变更大,早期病害以坑槽和修补为主,通车3 a才出现横向裂缝。     

混合式基层沥青路面的结构设计方法

随着机动车超载现象越来越严重,半刚性基层路面逐渐暴露出其具有的缺点来。复合式基层沥青路面结构是将半刚性基层以及柔性基层结合在一起构成的路面结构类型。组合之后,混合式基层和沥青层同时成为承重层,这样就大大减少了沥青路面的损坏程度,延长了沥青道路使用的寿命。     

基于使用性能的公路沥青路面多指标分析与结构计算研究

研究了基于路面使用性能构建多指标设计体系的必要性,深入分析了沥青路面疲劳开裂、变形及其他不同损坏类型的产生机理与结构设计的关系,阐述了车辆荷载作用下路面各结构层的受力状态和材料性能要求,建立了控制沥青层和无机结合料半刚性基层底疲劳开裂、沥青混合料层永久变形以及沥青面层低温开裂等病害的设计指标和标准。针对我国常用的半刚性基层沥青路面在结构计算时提出相应的验算公式,并以新疆地区某二级公路为例进行多指标设计实际应用。     

基于响应面法的石质路基沥青路面结构优化研究

为了提高石质路基沥青路面结构的使用性能,应用响应面法对路面结构为沥青面层、级配碎石基层和石质路基的路面结构进行优化分析;按照公路沥青路面设计新规范的新设计指标来分析各个路面结构层厚度对新指标的影响,以各面层的厚度和基层的厚度作为约束条件,以沥青混合料疲劳开裂次数、沥青混合料层永久变形量和路基顶面竖向压应变作为响应因素建立响应面优化模型。研究表明:面层的厚度对永久变形量、疲劳开裂次数和路基顶面竖向压应变有显著的影响,而级配碎石基层厚度对三大指标影响较小。     

轮载作用下典型沥青路面结构力学行为分析

为分析比较半刚性基层、倒装式和组合式3种典型沥青路面结构受轮载作用的力学行为,依托成德南高速公路沥青路面工程试验段,在与贝克曼梁路表静态弯沉测试值对比的基础上,开展了基于弹性层状体系理论的静力学分析.现场选取3个断面,通过预埋沥青应变计测试了不同轴重、不同车速条件下的车辆移动轮载动力响应.研究结果表明:沥青路面更易出现横向疲劳开裂;倒装式沥青路面面层层底行车方向及横断面方向拉应变峰值分别对应为组合式沥青路面的1.24倍和1.30倍,为半刚性基层沥青路面的2.37倍和2.67倍;路面结构厚度相同的情况下,半刚性基层沥青路面在减少沥青面层本身的疲劳开裂和永久变形方面优势较强,组合式沥青路面与半刚性基层沥青路面受力情况接近,可部分替代半刚性基层沥青路面;倒装式沥青路面轴重敏感度为3种路面结构中最小,但宜适当增加沥青面层或沥青稳定碎石基层厚度以改善其受力状况,并应严格控制沥青稳定碎石基层拉应力,以减少倒装式沥青路面和组合式沥青路面疲劳破坏.     

沥青路面结构在不同层间接触状况下的抗车辙性能分析

文中通过建立二维有限元模型,分析了不同层间接触状态下柔性基层和半刚性基层沥青路面的车辙变形情况和力学响应。结果表明:结构层之间的紧密接触能提高路面结构的抗车辙能力;相同工况下,半刚性基层沥青路面抗车辙能力优于柔性基层路面;同时沥青面层和基层间的接触状态影响大于沥青面层之间接触状态;同时在超载的情况下,如要控制车辙变形,层间接触是否紧密就显得尤为重要。     

典型沥青路面结构的力学响应对比分析

针对半刚性基层沥青路面、柔性基层沥青路面和复合式基层沥青路面三种国内典型路面结构,采用有限元分析软件建立仿真模型,模拟计算沥青路面拉应力、拉应变及剪应力等力学参数,对比分析三种路面结构在相同荷载及边界条件作用下的力学响应。通过对比分析可知:半刚性基层沥青路面竖向承载能力强,基、面层相接处受力不利;柔性基层沥青路面,基、面层共同承担外荷载,路面整体受力均匀,但变形较大;复合式基层沥青路面设置了柔性过渡层,综合了其他两种路面结构的特点,具有更广泛的适用性。     

复合式基层沥青路面结构剪应力研究

复合式基层路面结构就是在半刚性路面结构的基础上,在半刚性基层与沥青混凝土面层之间增加了一层起应力分散作用的柔性材料,为此针对3种复合式基层沥青路面结构,选取其中两种用BISAR 3.0和MATLAB 7.0对其剪应力进行了研究。结果表明,荷载横断面上,剪应力的最大值在单圆荷载两侧的路表面以下一点;选择抗剪性能良好的中面层材料和处理好面层与基层之间的过渡对于延长整个路面的使用寿命同等重要;较厚的沥青面层结构能延长路面的疲劳寿命。     

半刚性基层沥青路面结构内部应变的现场测试与分析

为了能够获得实际车辆荷载作用下路面结构内部的力学响应,以G112国道工程为依托,结合我国半刚性基层沥青路面的设计经验,设计四种不同的路面结构形式,在沥青层和半刚性基层埋入应变传感器测量设备,通过不同的车辆荷载的作用,实现路面结构内部应变的测量,对半刚性基层沥青路面的结构性能和组合设计具有较大的参考价值.     

复合式路面与半刚性基层沥青路面的沥青层温度场对比研究

通过对复合式路面与半刚性基层沥青路面的沥青层温度场对比研究,可为复合式路面或"白改黑"路面(旧水泥混凝土路面加铺沥青面层)沥青层的设计及施工提供技术支持。将沥青层看作是厚度和材料不全相同的2～3层,然后逐层研究分析,结果表明两种路面结构沥青层的温度场非常相似,认为温度作用下复合式路面沥青层的设计及施工经验可借鉴半刚性基层沥青路面。     

炎热多雨地区沥青路面结构设计研究

半刚性基层沥青路面是我国运用最广泛的路面结构形式,然而反射裂缝是半刚性基层沥青路面的主要病害,为减少沥青路面的反射裂缝,从提高沥青路面结构的全寿命周期成本以及性能指标出发,结合柬埔寨金边至西哈努克港高速公路路面结构设计的工程实际,对比分析半刚性基层沥青路面,柔性基层沥青路面结构,倒装式沥青路面结构的优缺点,最终确定出适合本项目的最佳路面结构组合类型。     

级配碎石柔性基层在高速公路养护中的应用

近年来,随着重载交通量的快速增长．半刚性基层沥青路面抗变形能力不足的问题凸现出来。为此．人们在吸收国外有用经验的基础上引进发展了柔性基层技术,即用沥青级配碎石作为柔性基层。级配碎石柔性基层作为一类柔性结构层具有良好的力学性能和抗永久变形能力,可以延缓路面反射裂缝的产生．     

半填半挖路基对路面结构响应的影响研究

针对半填半挖式路基对柔性路面和半刚性路面结构的影响,文章建立了平面应变有限元响应模型,研究了不同差异沉降下路面结构的附加应力分布情况,建议使用柔性基层或设置级配碎石底基层以减小基层层底的附加应力;对于半刚性基层沥青路面,建议减小基层的厚度和模量。     

土工合成材料在道路路面裂缝防治方面的应用

土工合成材料在道路路面工程中的应用主要是抑制因半刚性基层收缩而产生的裂纹向上扩展,减少沥青路面的车辙,防止和延缓铺设在旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层的反射裂缝,在半刚性基层沥青路面中还可适当提高基层和底基层的疲劳寿命。用于路面裂纹防治的土工材料主要有玻纤网、土工织物等。     

大粒径沥青碎石基层路面力学性能试验研究

为了研究柔性基层沥青路面的力学性能,在某新建高速公路上铺筑了含ATB-30大粒径沥青稳定碎石柔性基层的沥青路面试验路,全长600 m,按不同路面结构分为A,B,C三段.在试验路的沥青层中不同深度处分别埋设光纤光栅应变传感器.通过承载板进行了现场静载荷试验,用载重大货车以不同的速度通过应变传感器埋设断面完成了动载试验.记录了在动、静载作用下沥青层内的纵、横向水平应变随深度的分布规律.试验结果表明,大粒径ATB柔性基层与半刚性基层的变形协调性较好,可以减少反射裂缝和避免或降低车辙发生的几率.     

土工合成材料在道路路面裂缝防治方面的应用

土工合成材料在道路路面工程中的应用主要是抑制因半刚性基层收缩而产生的裂纹向上扩展,减少沥青路面的车辙,防止和延缓铺设在旧水泥混凝土路面上的沥青加铺层的反射裂缝．在半刚性基层沥青路面中还可适当提高基层和底基层的疲劳寿命。用于路面裂纹防治的土工材料主要有玻纤网、土工织物等。     

高等级公路沥青路面层间处治技术

我国的高等级道路多数采用半刚性基层沥青路面。半刚性基层沥青路面因其整体强度、抗永久变形能力均较强,能适应重交通,已成为我国目前高等级公路路面结构的主要形式。但是