基于弯拉应力等效的地基当量回弹模量

以往多层地基的顶面当量回弹模量大多是按弯沉等效得出的,该值对计算地基上面层或基层的弯拉应力是不适合的.为此,在弯沉等效的地基顶面当量回弹模量计算式的基础上,通过对荷载圆半径的修正,将弯沉等效转变为弯拉应力等效;进而,总结出了三层结构时单圆和双圆荷载的荷载圆半径修正系数回归公式,并拓展至多层结构;最后,通过工程实例证实,用弯沉等效的地基顶面当量回弹模量计算刚性或半刚性基层层底弯拉应力偏小13％～22％,而用弯拉应力等效的地基顶面当量回弹模量计算得到的基层层底弯拉应力与理论值的误差不超过1％.     

基层顶面当量回弹模量换算新方法

指出现行水泥混凝土路面设计规范中基层顶面当量回弹模量换算方面存在不足,在大量计算分析基础上,回归出了精度和外延性更高的基层顶面当量回弹模量换算公式。     

基于AASHTO 2002的我国沥青路面设计参数修正

研究了不同季节对交通轴载换算、土基回弹模量的影响以及材料动态参数对路面结构设计的影响,并通过对轴载换算的季节修正,用等效土基回弹模量代替最不利季节土基回弹模量以及用材料动态模量代替静态模量,进行了路面结构设计以及综合结构设计。结果表明,不同季节对交通轴载换算、土基回弹模量存在较大影响,材料动态参数与静态参数差异较大。综合考虑轴载换算的季节修正、土基的等效回弹模量、材料的动态参数,既能满足结构性能要求,又能满足经济性要求。     

土基模量随季节变化对沥青路面设计的影响

在分析总结国内外土基回弹模量影响因素研究资料的基础上,建立稠度与土基回弹模量之间的回归方程,并提出以当量回弹模量代替不利季节土基回弹模量设计值。对路基验收弯沉值计算方法进行探讨,研究认为现行规范提出的验收弯沉值计算方法失去检测意义。     

公路路基回弹模量承载板试验方法研究

分析了我国现行承载板试验检测土基回弹模量方法,针对该法存在的问题,在对不同等级道路柔性路面结构下土基应力与位移系统计算分析的基础上,提出了新的适用于不同等级道路的现场承载板试验方法,为准确测定土基回弹模量提供了依据.     

无侧限圆柱形试件与试槽土基的回弹模量关系研究

针对季节性冰冻地区路基土回弹模量的变化,通过室内试槽土基回弹模量试验,对相同状态下的土体分别进行了室内试槽土基刚性承载板和无侧限圆柱形试件回弹模量试验,建立了无侧限圆柱形试件与试槽土基承载板试验回弹模量之间的关系.为下一步进行大量的季节性冰冻地区冻融循环作用下,无侧限圆柱形试件抗压回弹模量换算为试槽土基承载板试验回弹模量提供依据.     

公路土基回弹模量承载板试验方法研究

分析我国现行承载板试验检测土基回弹模量方法,针对该方法存在的问题,基于对不同等级道路柔性路面结构下土基应力与位移系统的计算分析,提出新的适用于不同等级道路现场承载板试验方法,为准确测定土基回弹模量提供依据.     

水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量Et的修订建议值

由于《公路沥青路面设计规划》（ＪＴＪ０１４－９７）已颁布实施，土基与基层材料的回弹模量较前有较大变化，则相应的水泥混凝土路面设计中土基与基层材料的回弹模量应进行修正。水泥混凝土跃同设计中基层顶面的当量回弹模量Ｅｔ也应有所修正。该文通过大量计算，拟定了水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量修订建议值，可以向有关设计、施工、管理及其他有关部门推荐采用。     

基于模拟退火的路基土动态回弹模量建模研究

针对湖南省西部山区某高速公路路基土,开展了一系列动态回弹模量试验,分析了应力状态对动态回弹模量的影响规律,提出了基于模拟退火进行回弹模量预估模型参数全局化搜索的方法,开发了相关建模程序,并与常规等效线性法建模的进行了对比。研究结果表明,围压和偏应力均对路基土的动态回弹模量均有显著影响,利用开发的模拟退火参数搜索程序,可以实现各种回弹模量模型的参数搜索,有助于克服等效线性法的缺点,能更便捷、准确地建立回弹模量预估模型。     

路基刚度对复合式路面结构内力影响分析

为了考查以路基顶面的当量回弹模量为表征的路基刚度对旧水泥混凝土加铺沥青层结构内力的影响规律,以徐州G104实体改造工程为分析对象,利用通用有限元分析软件ANSYS进行了计算。结果表明:加铺层内最大剪应力、加铺层底最大主应力及等效应力、混凝土板最大主应力和板边平均弯沉值随基础模量的增加显著减小,其中板边平均弯沉值减小幅度高达68%。     

开级配大粒径沥青碎石混合料沥青路面温度应力影响因素分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法.基于开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的温度应力进行分析,探讨了其结构层参数对其温度应力的影响规律.结果表明:开级配LSAM缓解层模量、厚度、空隙率对其自身温度应力具有显著的影响作用,是开级配LSAM缓解层沥青路面结构设计的重要参数.     

水泥混凝土路面板温度翘曲应力

分析了水泥混凝土路面路面板翘曲变形处理为2组垂直交叉地基梁翘曲变形叠合的威氏方法的适用性和精度,总结了半无限地基和半刚性基层上路面板的温度翘曲应力变化规律,通过引入等效梁长和当量相对梁长2个慨念,提出了半无限地基板任一点、计入半刚性基层超宽影响的梁中点的翘曲应力公式。     

半刚性基层拱胀现象的力学分析

采用材料力学中的压杆失稳理论和弹性力学中的薄板压曲理论对半刚性基层由温度变化引起的拱胀问题进行分析。计算出了半刚性基层不发生拱胀破坏的临界应力,将临界应力与其温度应力相比较,可以判断施工完成时半刚性基层是否会发生拱胀。对影响温度应力大小的技术指标进行了分析,给出这些指标在施工中的建议值。研究结果表明:两种方法分析计算的结果是一致的,但用压杆失稳理论进行分析偏安全。为避免半刚性基层产生拱胀破坏,在实际施工中,应该尽量避免半刚性基层在冬季施工以减小整个施工过程中温差;施工单位不宜追求高强度而增加水泥剂量而导致基层材料的回弹模量值过高;应该尽量采用膨胀系数较小的骨架密实型基层混合料。     

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。     

结构参数对沥青路面结构设计的影响分析

应用现行设计规范提出的公路沥青路面结构厚度计算理论和方法,通过实例计算,分析了路面结构厚度随设计弯沉、土基模量的变化关系,分析了土基模量、半刚性基层厚度对路面各结构层层底拉应力的影响,得出通常情况下会以底基层层底拉应力控制结构厚度设计,以及提高土基模量、增加半刚性层厚度可以减小（底）基层层底拉应力从而减少疲劳开裂的结论。     

多孔混凝土疲劳性能的研究

多孔混凝土作为路面的基层,和面层一起受到车辆荷载和温度的反复作用,结构设计中需考虑其疲劳性能。通过室内小梁弯拉疲劳试验,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出多孔混凝土疲劳寿命服从双参数威布尔分布,以此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程;分析了疲劳寿命变异性的影响因素及减小变异性的相应措施,比较得出其疲劳性能优于半刚性基层材料。利用得出的疲劳方程,建立了以多孔混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数,可用于路面结构计算。     

具有碎石基层的半刚性沥青混凝土路面的非线性有限元分析

在充分考虑碎石基层非线性(弹塑性)特性的基础上，采用非线性有限元法分析了吉林通化试验路3种路面结构面层底面及半刚性基层底面弯拉应力的变化规律，并对通化试验路2种具有碎石基层半刚性沥青混凝土路面结构的沥青混凝土面层的抗疲劳寿命进行了预估。     

多轮荷载作用下的沥青道面结构响应敏感性分析

分析飞机多轮荷载作用下沥青道面表面弯沉、土基顶面竖向压应变、面层底面水平应力、基层或底基层底面水平应力对面层、基层或底基层厚度与模量、土基模量变化的敏感性。依托三维有限元平台对敏感性进行分析,选择B-777作为分析机型;以传统柔性类、沥青稳定类和半刚性道面作为分析结构。52种组合的分析结果表明:各力学响应量对土基都具有较高的敏感性,土基模量由30增至60 MPa的影响要大于60增至80 MPa;除传统柔性道面的面层底面水平应力外,底基层厚度对其他各响应量也具有较高的敏感性;层底的水平拉应力主要受上下层模量比影响,随着模量比的增加,上层底面开始出现拉应力,并逐渐增大,所以最大水平拉应力出现在传统柔性道面结构的面层底,沥青稳定基层的层底,以及半刚性基层的底基层底。     

沥青混凝土路面多孔混凝土基层的疲劳性能

多孔混凝土作为沥青混凝土路面的基层时,和面层一起受到车辆荷载和温度的反复作用,结构设计中需考虑其疲劳性能。通过室内小梁弯拉疲劳试验,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出多孔混凝土疲劳寿命服从双参数威布尔分布,以此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程;分析了疲劳寿命变异性的影响因素及减小变异性的相应措施,比较得出其疲劳性能优于半刚性基层材料。利用得出的疲劳方程,建立了多孔混凝土作为沥青混凝土路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数,可用于路面结构计算。     

沥青路面防水抗裂功能层缓解反射裂缝的数值分析

沥青路面的反射裂缝,主要是由半刚性基层无法避免的温缩及干缩裂缝导致应力集中过大而引起的,车辆荷载、较大的环境温差变化以及渗水导致反射裂缝道面破坏的不利因素。在半刚性基层和柔性面层之间设置防水抗裂功能层,可以有效缓解路面结构的应力集中现象,延缓反射裂缝的产生与扩展速度。采用有限元方法模拟易发反射裂缝的实际环境,对设置及未设置防水抗裂功能层的路面结构进行温度-荷载耦合力学对比分析,发现沥青路面下面层的荷载应力、温度应力以及应力强度因子都有较大幅度的降低,并且计算了防水抗裂功能层厚度、模量对路面结构应力、弯沉和强度因子的影响。结果表明：一般防水抗裂功能层的模量越小,效果更加明显;在合理范围内增加防水抗裂功能层的厚度能够更加有效地预防反射裂缝病害;适当控制基础模量可以防止反射裂缝的产生。