时温等效原理在车辙预估中的应用

针对某高速公路工程,预估沥青路面5 a车辙深度。建立有限元模型模拟沥青路面温度场,按方形均布的垂直荷载,分析计算荷载作用时间,借助时温等效原理将较低温度下的作用时间转化成高温下的作用时间,建立恒温作用下的沥青路面车辙计算方法,得到沥青路面典型结构5 a车辙深度。通过与实际工程5 a车辙深度的对比,基于时温等效的车辙预估计算结果与实际相符。恒温作用下的沥青路面车辙计算方法提高了车辙预估的计算效率,并通过低温季节与高温季节转化时间的对比,得到车辙主要发生的月份,为道路维护提供依据。     

沥青混合料高温稳定性影响因素的灰关联熵分析

通过不同条件下沥青混合料车辙试验,以变形量为参考序列运用灰关联熵分析方法研究了混合料性质、荷载及温度等因素对沥青混合料高温稳定性的影响程度。研究表明,荷载、温度和空隙率对沥青混合料高温稳定性影响程度最为显著。然后,讨论了不同荷载和空隙率下的沥青混合料车辙变形规律,得到动稳定度、车辙变形与压实度、荷载应力的关系式。室内车辙试验用压实度为100％的沥青混合料来评价实际沥青路面的高温稳定性,确实高估了沥青混合料的高温抗车辙性能。     

水对沥青混合料APA车辙的影响研究

采用2种沥青和3种级配,通过旋转压实制备了6种类型的沥青混合料试件,分别在干燥和浸水条件下进行了APA车辙试验,分析了温度和水对APA车辙深度的影响。研究结果表明:温度对车辙的发展影响非常大。水浴条件下的APA车辙试验过程中,集料与沥青黏附性的下降也导致沥青混合料结构稳定性的降低,较干燥条件下的APA车辙试验产生了更大的车辙。对比不同碾压次数车辙比,可以看出随着碾压次数的增加,干湿状态对应的车辙比增大,水的影响逐渐减小。     

沥青路面结构设计中车辙预估模型敏感性分析

考虑车辙发生的内外因作用,进行我国沥青路面设计规范中的车辙预估模型敏感性分析。首先采用SPSS工具进行正交试验设计,考虑交通荷载水平、沥青混合料层厚度、等效温度和沥青混合料动稳定度四个因素,分别取五个水平,对各设计参数不同水平下的车辙深度进行数值计算。最后采用Origin工具绘制正负相关性图,分析不同因素的影响。研究发现,对于半刚性基层沥青路面,在所确定的范围内,车辙等效温度对车辙深度影响最大,其次为动稳定度,再次为交通荷载等级。最后根据敏感性分析结果,提出改善沥青路面高温抗车辙性能的针对性工程建议。     

沥青混凝土路面层发生车辙现象的原因分析与技术对策

沥青混合料是一种典型的粘弹性材料,其物理力学性能与温度及荷载作用时间密切相关,尤其是强度和劲度伴随着温度的升高而明显衰减,路沥青混凝土路面在夏季高温、重交通的重复作用下,由于交通的渠化,在轮迹带逐渐形成下凹和两侧鼓起的车辙现象,该永久性变形是现代高等级沥青混凝土路面最常见的高温病害. 根据工程实践表明,汽车在通常的荷载条件下:永久性变形主要在夏季温度高于25～30℃区间,即沥青路面的路表温度达到40～50℃以上时,已经达到或超过道路沥青的软化点温度,而很容易产生车辙,随着温度的升高及荷载的加重变形继续增大.相反;低于这个温度范围一般不容易产生严重的高温塑性变形,确切说,所谓高温是指高于25～30℃的气温条件.     

动载作用下沥青路面车辙三维有限元分析

针对沥青路面纵坡路段的车辙问题,采用矩形波动荷载加载,利用三维有限元数值法对重载,慢速及高温条件下路面各结构层竖向位移和竖向应力分布规律进行分析。结果表明：荷载越大、车速越慢、温度越高,沥青路面结构的竖向位移及竖向应力越大．沥青路面纵坡路段车辙越容易形成。     

SBS改性沥青混合料高温性能的影响因素研究

为了研究SBS改性沥青混合料的高温稳定性,通过试验,研究了SBS掺量、温度、荷载和压实功等因素对动稳定度和车辙深度的影响。试验结果表明:SBS的加入能很好地改善沥青混合料的高温稳定性,但当掺量超过6%时,改善效果不明显;温度越高,高温稳定性越差,其中当温度升高至70℃时高温稳定性大幅降低;随着轮压的增大,高温稳定性逐渐变差,其中当轮压为1.2 MPa时,高温稳定性衰减明显;压实次数越多,动稳定度越大,而车辙深度随压实次数的增多表现出先减小后增大的趋势,当压实次数为24次时,车辙深度最小。     

沥青混凝土三轴静态蠕变车辙预估研究

通过对沥青混凝土车辙的分析,车辙与沥青混凝土内因组成材料性能、温度及外因行车速度、行车荷载都有关系,运用三轴静态蠕变试验Flow time来统一表征了沥青混合料复杂的材料性能,并与行车速度、路面各亚层温度、作用次数建立关系,进行车辙深度的预估,最后经验证,回归结果精度高,除间断级配沥青混合料SMA外,可以用于预估沥青混合料的车辙深度。     

沥青混合料高温稳定性影响因素的试验研究

抗车辙性能是反映沥青混合料高温稳定性的重要指标,通过试验对不同荷载、温度、行车速度、轴载作用次数下中粒式沥青混合料抗车辙性能进行了研究,得出了沥青混合料随各种影响因素的变化规律。     

基于MMLS3加速加载试验的高速公路路面高温稳定性研究

为评估宁宿徐高速公路沥青路面在60℃条件下的高温稳定性状况，综合考虑车流量、路面结构层材料和病害分布特征，选择了频繁养护路段、常规路段、深车辙路段三种断面类型，共计9个断面，采用MMLS3试验验证在不同加载条件下最大车辙深度的变化情况，并分析该高速公路高温稳定性状况发展趋势。研究结果表明：频繁养护路段车辙深度略高于其他路段，SMA-13面层高温稳定性较其他材料稍好，同时，该高速公路高温稳定性状况现阶段良好，但车辙深度发展并未进入稳定期，仍会进一步发展。     

沥青路面高温车辙仿真分析研究

基于粘弹塑性理论粘弹塑性本构关系,运用ANSYS软件建立了津滨高速改扩建新建沥青路面车辙分析的有限元模型,对比分析了优化路面设计方案（GTM法）与原设计方案（Marshall法）路面车辙的发展规律。结果表明：GTM法优化设计方案具有较好的抗车辙效果,显著延缓了车辙病害的发生;永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占4％,沥青路面车辙主要产生在结构表面以下20cm深度范围以内,主要集中在4～10m范围,这部分的永久车辙变形约占总变形的60%。另外,进行了一系列重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴栽换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.62,对今后的基于车辙为控制指标沥青路面设计具有重要的指导意义。     

沥青混合料有效温度的计算和应用

笔者从沥青路面的疲劳开裂和车辙两大病害出发,分析了温度对沥青混合料和沥青路面设计的影响,并以沥青混合料疲劳和车辙试验为基础,以陕西省的气候温度状况为例,按照损伤等效原则计算出陕西省典型地区的沥青路面疲劳和车辙有效温度,为沥青路面设计提供参考.     

橡胶沥青对混合料高温稳定性的影响

通过室内标准车辙试验和全厚式车辙试验,采用单因素对比分析的方法,研究了橡胶沥青对沥青路面高温稳定性的影响。试验结果表明,橡胶沥青与基质沥青比较,对路面的高温抗车辙性能有更大的改善,而且不同橡胶粉掺量也会影响到橡胶沥青的性能。通过全厚式车辙试验,将路面结构与温度梯度等因素考虑进来,使得车辙试验更符合实际路面情况,其试验结果表明各结构层对路面的影响区别较大,双层同时掺入橡胶沥青也比只改善路面高温稳定性更为有效。     

通泰桥沥青路面车辙探讨

以张家口通泰大桥钢桥面铺装体系为研究对象,对影响沥青路面车辙的主要因素进行分析,探讨各种因素与车辙深度之间的关系,并对通泰大桥的车辙进行了计算,有关方法可以为国内类似桥梁的沥青混凝土铺装设计提供参考。     

通泰桥沥青路面车辙探讨

以张家口通泰大桥钢桥面铺装体系为研究对象,对影响沥青路面车辙的主要因素进行分析,探讨各种因素与车辙深度之间的关系,并对通泰大桥的车辙进行了计算,有关方法可以为国内类似桥梁的沥青混凝土铺装设计提供参考.     

重载交通柔性基层沥青路面的抗车辙性能

沥青稳定碎石柔性基层能避免半刚性基层反射裂缝等病害,但抗车辙性能是制约其广泛应用的因素.通过对重载交通条件下柔性基层沥青路面的抗车辙性能进行系统研究,以及对抗车辙能力等路用性能的检验,得出半刚性基层和柔性基层沥青路面车辙深度相差不大,柔性基层沥青路面没有明显早期损坏,具有良好的抗车辙性能.     

基于沥青路面结构力学行为的车辙深度控制标准

为了进一步规范沥青路面车辙深度的控制标准, 研究了车辙深度对路面结构的影响; 考虑车辙断面特征, 建立了车辆跨越车辙时的动荷载计算模型, 并以冲击系数量化了车辆对路面结构的冲击效应; 通过数值仿真研究了车辆荷载作用下路面结构的内部损伤, 探索了不同车辙深度下路面使用性能的衰减规律。研究结果表明: 车辙深度对路面结构的冲击效应不可忽视, 冲击系数随着车辙加深线性增加, 基于冲击效应的车辙深度应不大于11 mm; 沥青混合料层的最大拉应变位于上面层层底, 与车辙深度正相关, 中面层和下面层的拉应变与车辙深度负相关, 但应变水平显著低于上面层, 基于面层弯拉破坏的车辙深度应不大于15 mm; 最大剪应力出现在上面层层底, 随着车辙深度的增加缓慢增大; 车辙深度处于5~10 mm, 各面层的剪应力整体变化较小, 当其从10 mm增加到25 mm时, 上面层0~1 cm深度处的剪应力增加了14.5%, 增速明显超过中面层和下面层剪应力的减小速度, 基于面层剪切破坏的车辙深度应不大于10 mm; 车辙深度对无机结合料稳定层拉应力的影响不大; 车辙深度超过15 mm后应关注路基顶面压应变的变化, 防止路基出现大的变形。      

超载和高温共同作用下路面车辙预估

针对沥青路面在超载和高温共同作用下的路面车辙进行研究,通过合理路面结构参数的选取,采用有限元分析了路面结构层内部的应力,利用合适的车辙预估模型进行车辙计算,并研究了不同轴载作用下的车辙量的变化。研究成果对于认识高温、超载对路面车辙的影响提供了定量化的判断依据。