旧水泥混凝土路面加铺沥青层的多指标设计方法讨论

旧水泥混凝土路面加铺沥青层对于及时修复已损坏的水泥混凝土路面,保证公路运输畅通具有重要意义。目前最为常用的两种国外旧水泥混凝土路面加铺沥青层的设计方法:AASHTO经验法和弯沉法,在此基础上,加入车辙评定指标——剪应力指标,并以板裂缝处弯沉差、板裂缝处补强层断裂以及《公路沥青路面设计规范》验算指标为控制指标,建立了多指标旧水泥混凝土路面补强设计方法,从而为实际工程提供借鉴。     

关于沥青路面面层剪应力的几点认识

目前沥青路面的车辙病害越来越严重,车辙形成的主要原因是荷载作用下产生的剪应力高于高温时沥青混合料的抗剪强度;然而,利用我国现行沥青路面设计规范进行路面结构设计过程中没有考虑剪应力的影响。通过对不同面层厚度、面层模量、基层厚度、基层模量以及不同荷载压力时沥青面层不同深度的最大剪应力进行了计算分析,为沥青路面设计提供了一定的参考依据。     

天津市普通公路高模量沥青路面典型结构力学行为分析

高模量沥青混凝土具有模量高、抗车辙性能好等优点,能够显著提高沥青路面的抗永久变形能力并适当减薄沥青结构层厚度。分析了天津地区普通公路沥青混凝土路面典型结构的路面受力特点,同时利用KENLAYER和ANSYS有限元软件对路面结构的剪应力分布特点、疲劳寿命和车辙进行试验分析,结果表明,将高模量沥青混凝土材料设置在上下面层结构位置,能有效降低结构内部的剪应力,改善受力情况,提高其疲劳强度和抗车辙能力,大大延长公路的使用寿命。     

沥青路面车辙计算与预估方法

沥青路面车辙形成机理沥青路面车辙是路面结构各层在重复荷载作用下产生的永久变形的积累。根据车辙形成机理．沥青路面的车辙可分为：失稳形车辙。高温条件下,由于在车轮荷载的反复作用下,荷载产生的剪应力大于面层沥青混合料的抗剪强度．使混合料的网络骨架结构失稳．沥青及沥青胶浆便产生流动,流动变形不断积累形成车辙。     

沥青路面预防性养护时机综合评价指标体系

为了合理确定沥青路面预防性养护措施的最佳实施时机,分析了沥青路面使用性能评价指标与预防性养护工程特点,建立了基于路面状况指数、行驶质量指数、抗滑系数及车辙的路面使用性能综合评价指标体系。考虑到不同路面所处的地理环境及所承担的荷载组合与交通量的差异,根据道路的实际状况,应用灰色关联度理论确定各分项指标的权重。某高速公路4个单项指标的权重系数计算结果分别为0.27、0.21、0.25与0.27,表明增加的车辙指标是反映沥青路面使用初期特点的控制指标,确定的分指标权重值可使预防性养护时机的选择更具针对性。     

沥青路面抗车辙试验指标研究

车辙是全世界公认的沥青路面的技术难题,二十多年来国内外道路技术工作者为此作了大量工作,从路面结构、路面材料、混合料组成设计、车辙控制指标等方面开展了大量理论分析和试验研究,取得了一定的成果。     

抗车辙沥青路面材料设计及评价

为解决沥青路面车辙病害日益严重的问题,对抗车辙沥青路面结构进行研究.采用抗车辙级配并掺入抗车辙剂设计了两种抗车辙路面结构,对材料性质进行了测试,确定了混合料的级配及沥青含量,并进行室内试验以评价其路用性能.研究结果表明,使用抗车辙级配及掺加抗车辙剂,均可提高沥青昆合料的抗车辙性能,且掺加抗车辙剂效果更加显著.     

沥青路面车辙计算与预估方法

沥青路面车辙形成机理沥青路面车辙是路面结构各层在重复荷载作用下产生的永久变形的积累。根据车辙形成机理,沥青路面的车辙可分为:失稳形车辙。高温条件下,由于在车轮荷载的反复作用下,荷载产生的剪应力大于面层沥青混合料的抗剪强度,使混合料的网络骨架结构失稳,沥青及沥青胶浆便产生流动,流动变形不断积累形成车辙。     

国内外沥青路面抗车辙研究动态

车辙危害交通安全,是沥青路面的技术难题,也是世界各国普遍关注的路面破损形式之一。多年来国内外道路技术工作者为此做了大量的工作,从路面结构、路面材料、混合料组成设计、车辙控制指标等方面进行了大量的理论分析和试验研究,取得了一定的成果。但是由于超载、交通量激增等原因,车辙目前仍是世界性的难题之一。     

山区沥青路面结构剪应力三维有限元分析

为解决山区沥青路面上坡路段严重的车辙破坏,通过对上坡路段车辆行驶特性的分析,计算车辆对路面结构的水平和垂直荷载。通过建立道路三维有限元模型,分析山区沥青路面车辆荷载对结构剪应力的影响,采用合理的结构设计和纵坡技术指标,提高山区沥青路面抗剪切性能。     

考虑超载因素的公路路面设计指标的探讨

沥青路面在超载交通作用下出现早期疲劳开裂,主要是由于路面面层的剪应力过大所造成,所以路面设计应该考虑超载因素,以保证路面设计的可靠性。     

沥青稳定碎石基层路面结构抗车辙性能研究

借鉴国外壳牌车辙预估方法,分析沥青稳定碎石基层沥青路面结构的抗车辙性能,并与半刚性基层沥青路面结构进行对比分析.结果表明:不论是沥青稳定碎石基层还是半刚性基层沥青路面结构形式,车辙主要发生在表面层和中面层;与半刚性基层沥青路面相比,沥青稳定碎石基层沥青路面结构产生的车辙深度增加不大.从提高沥青稳定碎石基层沥青路面的抗车辙性能角度出发,建议可着重提高沥青中上面层的抗车辙性能,并且ATB-25沥青稳定碎石基层厚度设置在15～20cm之间比较适宜.     

沥青路面荷载型裂缝的剪切机理与成因分析

越来越多的研究表明沥青路面轮迹带附近的荷载型裂缝与沥青面层内较大的应力水平尤其是剪应力有着直接的关系,为了探讨其破坏机理及力学成因,基于弹性层状体系在考虑水平荷载作用下进行半刚性基层路面剪应力有限元分析,分析沥青面层内剪应力分布规律,剪应力峰值变化情况,并对剪应力和拉应力进行对比分析。结合荷载型裂缝产生位置、深度等特点可以认为其产生的主要原因不是拉应力而是剪应力,对进一步研究荷载型裂缝的破坏机理、发展规律有一定的指导意义。     

长寿命沥青路面设计中动态体系指标探讨

目前,我国高速公路早期破坏现象日趋严重,采用沥青稳定柔性基层厚长寿命沥青能为解决我国高速公路的早期破坏提供新的思路.但我国目前的以半刚性基层为基础发展起来的静态指标路面设计方法对于长寿命沥青路面具有很大的局限性.为解决长寿命沥青路面设计中动态体系指标问题.在国内外已有研究成果的基础上提出了长寿命沥青混合料动态模量的确定方法,研究了模量对长寿命沥青路面性能的影响,为长寿命沥青路面设计方法积累了新的技术资料.     

半刚性沥青路面结构组合优化设计研究

针对目前半刚性基层沥青路面早期破坏严重的问题，采取柔化基层的方法优化路面结构组合设计，一方面这样并不会降低路面的结构承载力，另一方面基层模量与沥青面层模量的合理匹配，使面层内的剪应力和层底拉应力均控制在较低的应力水平，避免早期损坏的发生。同时，采用一种全新的抗剪性能评价方法——单轴贯入试验方法，进行沥青混合料抗剪性能评价，并铺筑了试验路，结果表明该设计具有良好的路用性能。提出的设计理念及试验方法、材料级配，对于国内类似工程必然具有重要的指导意义，同时也为我国道路设计理论的发展提供有益的借鉴。     

半刚性基层沥青路面中剪应力点位分布研究

为了深入研究半刚性基层沥青路面中剪应力点位的分布,通过建立沥青路面结构力学模型,分析半刚性基层沥青路面结构剪应力在不同层间接触条件下的分布规律,从中得出剪应力最大值对应的点位,然后研究车辆荷载、面层模量和厚度对其点位的影响。结果表明:在不同层间接触条件下,最大剪应力点位在轮胎中心点对应下距路表6cm深度处,由此提出在半刚性基层沥青路面结构及材料设计中对中面层应主要考虑其抗车辙性能。     

层间接触状态对半刚性沥青路面的力学影响分析

结合我省高速公路常用的半刚性路面结构,利用ANSYS通用有限元系统分析了面一基层层间接触状态对半刚性沥青路面力学性能的影响,经分析,滑动状态下路表弯沉明显增加、面层内出现较大水平拉应力、水平拉应变明显增加、剪切应力和应变明显增加,因此,在路面设计和施工过程中通过采取技术措施尽量保证面、基层的紧密结合,可延长路面的使用寿命,延缓车辙的出现.     

沥青路面最大剪应力分析

采用ABAQUS软件对典型半刚性基层沥青路面及桥面铺装层中最大剪应力影响因素及变化规律进行了计算与分析。分析表明：半刚性基层沥青路面与水泥混凝土桥面铺装层最大剪应力分布与变化规律基本一致,在相同荷载条件作用下,最大剪应力水平亦接近;最大剪应力与车辆垂直荷载和水平荷载作用呈正比关系,最大剪应力受其影响显著;最大剪应力随着面层或铺装层厚度、模量的增加而相应地变小,随着半刚性基层厚度与模量的增加而变大。以上抗剪影响因素及变化规律的研究为解决车辙问题提供了一定的理论基础。