沥青路面长寿命加铺层疲劳性能试验研究

疲劳开裂是沥青路面使用过程中所必须面临的结构问题。从长寿命沥青路面设计理念出发,选取三种不同级配沥青混合料,采用应变控制的四点弯曲疲劳试验,对三种沥青混合料以及两组复合结构加铺层的疲劳特性进行分析,回归得到三种沥青混合料以及复合结构的疲劳寿命预估方程。研究结果表明:沥青马蹄脂SMA-16混合料+AG-20沥青混合料复合结构具有优异的抗疲劳性能,适宜用作沥青路面长寿命加铺层复合结构。     

水泥混凝土桥梁长寿命桥面铺装层复合结构疲劳特性

为了构建疲劳性能优异的水泥混凝土桥梁长寿命铺装结构,借鉴长寿命沥青路面设计的基本思路,选取3种铺装复合结构方案,采用应变控制的四点弯曲疲劳试验,并基于Weibull分布理论对复合结构的疲劳特性进行分析,建立长寿命桥面铺装复合结构双对数疲劳预估方程。研究结果表明：3种铺装复合结构的疲劳寿命均服从双参数Weibull分布;在失效概率为0.1时,复合结构上面层同为AC,下面层采用环氧沥青混合料（EAM）代替SMA后,其疲劳性能得到提高,复合结构下面层同为EAM,上面层采用SMA代替AC后,疲劳性能得到再次提高;＂EAM＋SMA＂的组合具有较好的抗疲劳性能,同时满足长寿命桥面铺装的结构最优设计特点,为今后长寿命桥面铺装相关研究提供了基础。     

橡胶沥青应力吸收层疲劳性能研究

随着半刚性基层沥青路面在我国的普遍应用,路面反射裂缝已经成为沥青路面损害的重大难题,目前行之有效的解决手段是在路面结构中加铺应力吸收层来延缓反射裂缝。作为应力吸收层的混合料,要在疲劳性能、高温性能及层间抗剪强度三方面较为平衡;橡胶沥青混合料的高温性能和抗剪强度在工程实践中已经得到普遍认可,故针对橡胶沥青应力吸收层的疲劳性能展开研究,分析确定影响其疲劳寿命的关键因素,为提高橡胶沥青混合料疲劳寿命提供参考,使其可以广泛应用。     

含半柔性水泥乳化沥青加铺层的路面结构承载力和疲劳寿命研究

在对比分析国内外旧水泥混凝土路面加铺补强结构形式的基础上,分析了半柔性水泥乳化沥青加铺层、沥青面层、旧水泥混凝土路面对不同路面结构承载力、疲劳寿命的影响。计算结果表明:在旧水泥混凝土路面破损不是很严重的情况下,两种路面结构的半柔性水泥乳化沥青加铺层、沥青面层均满足路面结构承载力和疲劳寿命指标要求,但考虑综合受力和建造成本因素,宜优先选用结构A,即加铺一层半柔性水泥乳化沥青混合料层和一层沥青混合料面层;当旧路面当量回弹模量相同时,增加沥青层厚度可有效减少各结构层层底拉应力,但在满足承载力和疲劳性能的前提下,并不是沥青层越厚越好。     

沥青混凝土路面加铺层疲劳寿命分析

为研究沥青混凝土加铺后路面的疲劳寿命,在国内外关于沥青混凝土加铺层的设计方法、材料等基础上进行了广泛研究,采用不同的路面破损控制指标对沥青混凝土路面加铺层的疲劳寿命进行了分析。研究结果表明:以车辙和反射裂缝作为控制指标预估沥青路面加铺层疲劳寿命是可行的。因此,分析路面疲劳寿命时应从路面主要破坏特征入手,分析各个控制指标下路面的使用寿命。     

共振碎石化后沥青加铺层应力与疲劳断裂分析

针对共振碎石化后沥青加铺层的反射裂缝防治机理和作为长寿命路面结构的应用问题，使用有限元方法对水泥混凝土路面沥青加铺层和共振碎石化后沥青加铺层的受力特性和疲劳寿命进行了分析，研究了共振碎石化后沥青加铺层在各影响因素下的裂缝尖端应力强度因子和疲劳寿命变化规律。结果表明，共振碎石化技术有效减小了沥青加铺层的层底应力和裂尖应力强度因子，疲劳寿命是水泥混凝土路面直接沥青加铺层的8.75倍，可满足长寿命路面的设计要求。共振碎石化后沥青加铺层的疲劳寿命随面层模量和轴载的增大而递减，随共振结构层模量的增大而先减后增，随面层厚度和车速的增大而递增。     

车载作用下沥青混凝土加铺层路面的疲劳性能研究

以汉宜高速公路旧水泥混凝土路面的沥青加铺工程为依托,采用室内试验的方法,对STRATA应力吸收层＋Superpave 12.5混合料复合小梁与Superpave 12.5混合料小梁进行了抗疲劳对比试验;应用ANSYS软件对含有STRATA应力吸收层的沥青混凝土加铺层和未设置应力吸收层的结构在车载作用下的疲劳寿命进行了评估。试验和数值模拟表明,STRATA应力吸收层能有效地增强水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层的使用性能,提高高速公路的使用寿命。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层抗反射裂缝能力评价

通过计算和分析沥青混合料的冲击韧性和疲劳寿命,提出了旧水泥混凝土路面的沥青加铺层抵抗反射裂缝能力的评价方法.材料的冲击韧性越大,加铺层抵抗反射裂缝的能力越强;同时还可得到各种因素,如沥青种类、含量、集料级配等与沥青路面抵抗反射裂缝能力的关系.     

联结层模量大小对长寿命沥青路面力学性能的影响研究

高模量沥青混合料具有很大的劲度,是实现长寿命沥青路面设计的重要基础。选用AC-20沥青混合料作为长寿命沥青路面联结层,利用其已有模量试验值和拟定值,对六种不同类型长寿命沥青路面在车辆荷载下的力学响应进行求解分析,研究结果对促进高模量沥青混合料应用于长寿命沥青路面具有重要参考价值。     

高性能抗疲劳材料对路面结构影响研究

当抗疲劳材料具有较好的疲劳特性时,其对柔性长寿命路面结构具有较大的影响。本文采用普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料、环氧沥青材料作为抗疲劳层,研究三种材料对路面结构力学特性、结构厚度、疲劳寿命的影响。研究发现,当抗疲劳层材料具有较高的疲劳特性时,可起到减薄沥青层整体厚度、提高路面疲劳寿命的作用。     

TLA复合改性沥青混合料路用性能研究

针对TLA的特性研究TLA复合改性沥青的掺配工艺、掺配比例,同时通过沥青混合料性能试验,研究掺配湖沥青对混合料高、低温及强度性能的影响,发现动稳定度较SBS改性沥青提高71 4%,且总变形量明显减少,低温弯曲破坏应变提高20%,劈裂强度提高43 8%,另外通过AAPA进行沥青加铺层反射裂缝试验研究发现混合料的疲劳寿命提高57 4%。结果表明,TLA复合改性沥青在混合料高温性能、强度性能以及疲劳性能等方面都得到了良好的改善。因此湖沥青是一种性能良好的沥青改性材料,有较好的应用前景。     

泡沫沥青冷再生混合料疲劳特性及其长寿命冷再生沥青路面结构优化

为了研究新旧沥青长期融合作用下泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳耐久性,采用4点弯曲疲劳试验,对80％、100％的RAP泡沫沥青冷再生混合料进行了低应变水平下的疲劳试验,分析RAP、再生剂、模拟服役时间对泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能的影响规律,拟合回归了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳方程,确定了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳极限应变,进而优化了长寿命泡沫冷再生沥青路面结构.结果 表明:添加再生剂对泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、路用性能和抗疲劳性能有显著增强作用;增大荷载应变水平显著降低了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳寿命,泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命对应变水平变化极为敏感,增大RAP掺量或添加再生剂均能改善冷再生混合料的抗疲劳性能;室内放置期间,泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命同样存在增长过程;将泡沫沥青冷再生混合料中的RAP仅作为黑色集料,低估了泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳性能.推荐泡沫沥青冷再生混合料的疲劳极限应变为100με.在此应变水平下,泡沫沥青冷再生路面满足长寿命沥青路面抗疲劳性能要求.     

农村公路旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土层防裂试验研究

通过室内往返轮载试验,对比研究了玻纤格栅、土工复合基布、聚酯玻纤布3种材料的防裂效果,以及沥青混合料级配对防裂的影响,结果表明:玻纤格栅的防裂效果最好,其次是土工复合基布,聚酯玻纤布的防裂效果相对较差;在相同条件下,SMA级配沥青混合料加铺层比AC级配沥青混合料加铺层具有更好的抗裂效果。在重载条件下,选择抗裂效果较好的防裂材料和沥青加铺层级配,可以最大限度地增加沥青加铺层的防裂效果,避免过早产生反射裂缝。     

基于沥青加铺层结构疲劳寿命的夹层位置确定

为探索格栅夹层在沥青加铺层结构中的最佳位置,用有限元软件分析夹层位置对夹层上下沥青加铺层结构应力、应变影响的规律,计算不同情况下的加铺层结构疲劳寿命;考虑加铺层厚度、加铺层模量、旧路当量回弹模量、格栅模量对格栅最佳位置的影响,进行正交试验分析;通过轮载模拟疲劳对比试验及铺筑试验路验证了所得结果的科学性和合理性,并提出夹层最佳位置设置建议.结果表明:当格栅夹层设置在距旧路表面1/6～1/3沥青加铺层厚度时,按不同方法预估的加铺层结构疲劳寿命远大于格栅设置于旧路表面;而且结构参数的变化基本不影响夹层的最佳位置.     

水泥路面加铺单层沥青混合料施工技术研究

为针对水泥路面加铺单层沥青混合料施工技术进行应用研究,介绍我国现阶段水泥路面加铺沥青路面的必要性,并基于某公路工程进行加铺层结构设计,通过控制原材料进场质量,与施工时工艺控制,通过检测其平整度与渗水系数,对加铺沥青混合料质量进行评价,检测结果表明:通过严格控制所述施工技术能有效保障沥青加铺层质量。     

长寿命沥青路面沥青层力学分析及其层位划分研究

基于我国沥青路面设计理论及标准,参考国际成功的长寿命沥青路面结构,选取不同的长寿命沥青路面结构与材料参数,如结构层厚度、模量和泊松比等,采用BISAR3.0路面力学计算程序计算不同深度处的力学响应,分析其计算结果。数据分析结果表明,对于长寿命沥青路面结构:其力学响应规律具有普遍性,在综合考虑各种结构层材料性能与厚度条件下,沥青层内0~7 cm为高受力复合区域,是各种损坏最易发生区域;沥青层最大拉应变易出现在沥青层表面和沥青层底面,是产生路表开裂和沥青层底疲劳开裂的主要原因;沥青层合理划分为3层,分别为磨耗层、联结层和下承层,给出了各结构层应满足的力学性能要求及厚度范围。     

基于应力强度因子的旧水泥路面沥青加铺层反射开裂特性研究

在路面改造中,旧水泥路面加铺沥青是一种十分有效的方法,但容易出现反射裂纹的问题。该文运用断裂力学和有限元数值模拟相结合的方法,研究在交通载荷作用下沥青表层反射裂纹扩展情况。通过应力强度因子对产生病害的路面进行了疲劳断裂寿命预估。探讨了裂纹反射深度、沥青加铺层弹性模量和厚度对产生病害路面疲劳断裂寿命的影响。研究表明:反射裂缝在交通载荷作用下以Ⅰ和Ⅱ型扩展为主;整个反射裂纹上最危险点在裂纹的边缘,比较容易发生裂纹扩展;交通载荷作用在水泥混凝土板边缘处对路面破坏最严重;反射深度越深,剩余的疲劳断裂寿命越少;增加沥青加铺层的厚度和降低沥青加铺层的弹性模量能够增加其疲劳断裂寿命;相比改变加铺层弹性模量,增加加铺层厚度对于路面的疲劳断裂寿命影响更明显。     

旧沥青路面开裂状况对加铺层结构的影响

旧沥青路面裂缝是对加铺层使用性能及寿命造成影响的最直接原因,而现有的加铺层设计方法对此考虑较为不足。针对这种情况,建立有限元模型,设定旧沥青路面开裂宽度和深度变化范围,系统研究了旧路开裂状况对沥青加铺层结构荷载内力及温度内力的影响规律,从而为旧沥青路面加铺层设计提供参考。     

全厚式长寿命沥青路面设计研究

为了研究沥青混合料疲劳极限理论在全厚式长寿命沥青路面设计中的应用．该文通过对传统的力学经验设计法和全厚式长寿命沥青路面设计法的分析比较,结果表明当基层层底拉应变小于疲劳极限时,不会出现疲劳破坏。为确保路面结构的整体完整性,提出将基层层底拉应变和路基顶部压应变作为全厚式长寿命沥青路面的设计指标。通过建立有限元模型,对路面结构力学响应进行分析,兼顾安全性和经济性的要求,比选出较为合理的路面结构组合设计方案。     

旧沥青路面开裂状况对加铺层结构影响分析

旧沥青路面裂缝是对加铺层使用性能及寿命造成影响的最为直接的原因之一,而现有的加铺层设计方法对此考虑不足。针对于此,建立有限元模型,设定旧沥青路面开裂宽度变化范围为0～15mm,开裂深度变化范围为0～30 cm,系统研究了旧路开裂状况对沥青加铺层结构荷载内力及温度内力的影响规律,从而为旧沥青路面加铺层设计提供参考。