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。     

基于动变形控制法的路基回弹模量控制研究

回弹模量作为高速公路路基设计的重要控制指标,在当前设计方法中常采用基于静力特性的控制方法,与实际情况不一致。建立基于路基动力特性的高速公路路基回弹模量控制方法对建设质量高、路用性能好的高速公路具有重大意义,目前该方面的研究相对较少。通过室内试验及有限元模拟对公路路基的动变形特性进行研究,分析路基结构的动变形随荷载作用次数的变化规律,建立路基顶面动变形与路基回弹模量的关系。从动变形角度提出高速公路路基回弹模量的要求,研究结果可为高速公路路基回弹模量的控制标准提供指导。     

基于路基动态回弹模量的水泥混凝土路面动力响应分析

路基回弹模量是路面结构设计的重要参数,为切实体现路基土回弹模量的应力相关性,克服简化的线弹性当量回弹模量带来的偏差。研究采用综合考虑体应力和八面体剪应力影响的动态回弹模量模型。基于广义胡克定律,从理论上严格推导了该动态回弹模量模型在三维应力状态下的精确一致切线刚度矩阵。通过编写用户自定义材料子程序(UMAT)将动态回弹模量模型移植到ABAQUS中,成功实现了应用动态回弹模量进行结构分析。通过建立应用动态回弹模量本构模型的典型水泥混凝土路基路面结构三维有限元模型,全面研究了载荷对路基路面动力响应的影响,分析了不同行车速度、不同轴重和轴型下路基路面变形特征和应力分布规律。同时确定了车轮与路面共振时的行车速度和重载交通条件下路基工作区深度,研究成果为实际的路基路面设计提供了参考。     

压实稳定粉土路基强度特性研究

采用承载板法和重复加载三轴试验探究某压实稳定粉土路基在最佳含水量、4种压实度下的回弹变形特性,分析了压实稳定粉土路基动态回弹模量与强度指标CBR的相互关系。重复加载三轴试验方法采用参照我国现行路基设计试验方法的三轴重复加载试验方法。研究得出:压实稳定粉土路基动态回弹模量与CBR和压实度呈双参数幂函数关系。     

路基处治土回弹模量预估

路基土回弹模量对路面设计具有重要意义。采用水泥砂作为路基处治土,通过室内回弹模量试验,基于试验数据,建立水泥砂的回弹模量与压实度、水泥含量的预估方程,为其回弹模量的预估提供参考方法。通过室内试验进行验证,结果表明:实测值与预估值较好吻合。     

干湿循环条件下完全扰动黄土路基回弹模量分析

在分析路基回弹模量随季节交替之变化规律的基础上,通过模拟试验,研究了干湿循环对室内试验所得回弹模量值(简称回弹模量)的影响.干湿循环对回弹模量有直接影响,即便对于同一种土(试验用完全扰动黄土),在相同压实度与含水率情况下,由于干湿循环阶段不同,回弹模量也呈现出一定差异,这种差异主要体现在低含水率时,可以采用干湿循环湿度影响指数CW来表征干湿循环对回弹模量的影响;在已有回弹模量预估模型(基质吸力模型)中引入了干湿循环影响系数αi,进一步完善了该模型.     

循环荷载下压实粉土的动态特性

为了研究交通循环荷载下黄河冲积粉土的动态特性,基于室内应力控制式动三轴试验,并考虑动应力、含水率两个因素的变化,研究了压实粉土的累积塑性变形、回弹模量及临界动应力的变化规律.试验结果表明:循环荷载下压实粉土的累积变形与动应力、含水率的高低均有关,动应力越大,累积变形随含水率增加而增长较快;压实粉土的回弹模量随动应力增加而缓慢降低,随含水率增加线性减小;压实粉土的临界动应力随含水率增加线性降低.     

压实黄土动态回弹模量的试验研究

通过室内重复加载三轴试验,研究了影响压实黄土动态回弹模量的主要因素及其规律.研究结果表明:回弹模量随围压和压实度的提高而增大,随偏应力和含水量的增大而减小,且在含水量和压实度一定时,回弹模量存在着一定的应力依赖关系.在此分析基础上,采用3参数复合模型,以体应力和剪应力为变量,回归得出压实黄土在不同含水率和压实度下的回弹模量预估模型,并将模型参数与土样物性参数之间建立了线性回归模型,拓宽本研究成果的应用范围.     

冻融循环作用下石灰改良土路基填料的动力特性研究

通过动三轴试验对冻融循环后的石灰改良土的动力特性进行了研究,分析了动应力幅值、冻融循环次数、冷却温度、围压对土体累计塑性变形的影响,并建立了动应力和冻融循环作用共同影响下的累计塑性变形的预测模型;基于此进一步分析了掺灰比、冻融循环次数对临界动应力的影响,确定了素土的临界动应力小于80 k Pa、石灰改良土的临界动应力为150~250 k Pa;在标准状态下的路基动回弹模量标准值MR的基础上引入冻融循环条件下路基土模量折减系数Kη和路基回弹模量湿度调整系数Ks,得到了在冻融循环作用及路基土体湿度共同影响下的路基回弹模量,其石灰改良土在路基工作区顶面和底面的回弹模量分别为70.18、58.48 MPa,能够满足路基回弹模量的要求。     

压实度对路基回弹模量影响分析

压实度是影响路基回弹模量的重要因素。《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）对高等级公路的路基项面以下0-80cm要求压实度达到96％,80cm～150cm要求压实度达到94％。本文通过对压实土的物理过程、变形特性、强度特性三个方面的分析得出压实度是影响路基回弹模量的重要因素。     

重复荷载作用下砂土永久变形预估模型

为预估路基的永久变形,在万能材料试验机上对砂土进行了重复加载动三轴试验,得到了砂土永久变形的发展曲线,建立了塑性应变和荷载作用次数之间的关系式,使用最小二乘法拟合出该式中的系数与含水量和回弹模量之间的回归公式,并对回归公式进行了可靠性分析。当荷载作用次数为10000次时,现有路基土永久变形模型预估结果与试验结果相对误差最小为52%,最大高达376%;而系数与含水量和回弹模量之间的回归公式相关系数最小值为0·31,平均值为0·41,大于临界值0·28,试验曲线与理论曲线相关系数大于0·99。分析结果表明:建立的砂土永久变形预估公式可靠性较高,而现有预估模型不适用于砂土。     

基于灰关联法的路基回弹模量影响因素分析

路基回弹模量是评价路基强度的重要指标,研究路基回弹模量的影响因素对确保路基强度与稳定性非常重要。采用灰关联法对路基回弹模量的主要影响因素进行了重要性分析。针对3种不同土质的路基回弹模量与含水量、压实度数据的灰关联法分析,结果表明3种路基土的含水量对路基回弹模量的影响程度均大于压实度。     

级配碎石动回弹模量预估模型研究

对不同压实度及含水量条件下的级配碎石进行动回弹模量测定,然后分析压实度、含水量及应力条件对材料动回弹模量的影响规律。结果表明,相较于含水量而言,压实度对模量的影响不大。对级配碎石动回弹模量的拟合回表明NCHRP1-28A模型比修正模型和修正Uzan模型更符合材料自身的力学特性。     

DCP法快速检测低填浅挖路基天然地基承载力的试验研究

低填浅挖路基需要了解原地基的承载力以及压实状况,承载板法用于测试地基的承载力不具备测试条件,因而寻找快速测试地基承载力的方法很有必要。以原神高速公路原平段的低填浅挖段路基为研究对象,在天然地基表面进行了DCP、承载板、贝克曼梁、压实度检测等现场试验,建立了DCP的贯入度与回弹模量、弯沉值、压实度等指标间的相关关系式。结果表明,DCP方法检测的贯入度与回弹模量之间相关系数大于82%,回弹模量与回弹弯沉值之间的相关系数大于87%。可以采用DCP试验快速检测结果反映天然地基的回弹模量值的大小。     

基于现场试验的低液限黏土路基施工技术研究

研究低液限黏土直接应用于填筑路基的施工技术.通过在现场布设试验段,进行试验方案设计和测试,确定路基压实的最佳机械组合方式,获得合理的压实松铺厚度,建立路基回弹模量与压实度的相关关系式,最终提出低液限黏土路基的碾压施工工艺,为低液限黏土作为合格填料在路基工程中的广泛应用提供参考.     

路基压实与沥青路面使用寿命的关系

道路路基的强度直接影响路面的使用寿命,通过二者之间关系的探讨,对于不同压实度条件下的土基回弹模量进行换算。根据现行沥青路面设计规范拟定高速公路、二级公路、三级公路路面结构和交通参数,计算不同路基压实度条件下的遗路承载能力,计算得知道路工程使用寿命与路基强度有着密切关系,计算结果认为每低于规定路基压实度1％路面的使用寿命缩短0．3～0．5年。     

路基处治土回弹模量的预估方法

结合实例,借助室内试验,对路基处治土回弹模量进行预估,从水泥含量、压实度和龄期三个方面分析水泥砂对路基处治土回弹模量的影响,可为工程建设提供相应的数据支撑.     

木质素改良季冻土工程性质研究

依托吉舒高速公路工程,通过重复加载动态回弹模量试验、承载比试验和导热性试验,研究分析了粉质黏土在不同木质素掺配比例、养生时间及冻融循环条件下的力学性质。试验结果表明:随着木质素掺量的增加,木质素改良粉质黏土的回弹模量减小;冻融循环作用下木质素改良粉质黏土的回弹模量及CBR减小幅度较小,导热系数随着木质素掺量增加而减小。木质素掺入路基土,提高了其抗冻性,降低了导热性,推荐季冻区粉质黏土路基最佳木质素掺量为4%。     

压实度对路基回弹模量的影响分析

路基回弹模量是反映路基承载能力的主要力学参数,它的确定直接影响到路面的设计厚度,因此有关路基回弹模量的研究具有十分重要的意义。选定三种不同类型的路基填料,分析在不同压实度条件下路基回弹模量的变化规律,并结合PFWD（便携式落锤弯沉仪）检测方法,将设计参数回弹模量与施工控制指标压实度联系起来,得出三种路基填料的回弹模量与压实度的转换关系,可为路面设计与施工提供合理的依据。     

压实度对路基回弹摸量的影响分析

路基回弹模量是反映路基承载能力的主要力学参数.它的确定直接影响到路面的设计厚度,因此有关路基回弹模量的研究具有十分重要的意义.选定三种不同类型的路基填料,分析在不同压实度条件下路基回弹模量的变化规律,并结合PFWD(～携式落锤弯沉仪)检测方法,将设计参数回弹模量与施工控制指标压实度联系起来,得出三种路基填料的回弹模量与压实度的转换关系,可为路面设计与施工提供合理的依据.