基于有限元理论的路面加铺层结构设计方法研究

我国沥青路面已逐渐进入大修补强期,因此研究合理的路面补强设计方法意义重大.采用有限元方法对路面加铺结构设计进行研究,结果表明:有限元方法能较好地模拟车辆荷载作用下的沥青加铺层内以及下卧层中的荷载响应.     

浅析旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法

通过对目前相对成熟的几种加铺层设计体系加以评析,旨在得出可值得借鉴以及需加以改进的地方,并提出今后尚需研究的方向,可为完善适合我国实际的旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计方法提供参考。     

机场复合道面剩余寿命预估方法

分别运用美国联邦航空局(FAA)基于弹性层状体系理论的道面设计方法(LEDFAA)、中国民用机场水泥混凝土道面设计方法(APDMC)与PCI衰变模型,建立了复合道面剩余寿命的预估方法,比较了3种方法的预估结果及其适用性。计算结果表明:3种预估方法确定的剩余寿命较为接近,最大偏差为3.2 a,最小偏差仅为0.1 a,引起偏差的原因在于不同预估模型采用的控制指标不同。基于LEDFAA设计方法的预估结果对土基模量很敏感,基于APDMC设计方法的预估结果对混凝土的弯拉强度非常敏感,而PCI能够全面地反映道面的使用性能,因此,在有足够历史数据的条件下,采用PCI衰变模型预估道面的剩余寿命。     

纤维格栅增强机场双层道面荷载应力分析

为了分析纤维格栅增强机场水泥混凝土双层道面加铺层的荷载应力,采用ANSYS建立机场双层道面三维有限元模型,以J-8飞机荷载为计算荷载,选取机场水泥混凝土道面加铺层层底最大拉应力、层间剪应力、旧水泥混凝土道面板底最大拉应力、加铺层表面弯沉为考察指标.计算了机场双层道面层间接触对荷载应力的影响,并利用正交设计分析机场道面结构参数对荷载应力影响的显著性.研究表明：层间摩擦系数对机场水泥混凝土加铺层层底拉应力与层间剪应力影响较大;机场水泥混凝土双层道面各结构参数对加铺层层底最大拉应力都显著相关,应该作为机场水泥混凝土加铺层设计的主要分析指标;加铺层厚度和基础弹性模量与所考察的4个指标都显著相关.因此,在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计时,必须重视基础处理技术并合理控制加铺层厚度.     

公路水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量非线性计算公式归一化的研究

鉴于1994年和2002年水泥混凝土路面设计规范中，基层顶面当量回弹模量确定过程存在的繁琐性，有必要通过回归分析，对2002年规范所提供的六个计算公式加以简化。实践表明，该简化能够满足计算要求并取得满意的效果。     

基于模糊复合物元法的水泥路面性能评价

分析了现行水泥路面养护技术规范,提出了适用于旧水泥混凝土路面养护和罩面需求的水泥路面性能评价指标体系和评价方法。采用路面状况指数、行驶质量指数和国际摩阻系数等指标评价路面的使用性能,采用断板率、基层顶面当量回弹模量、接缝传荷能力和板底脱空率等指标评价路面的结构状况。考虑到各评价指标分级的模糊性,应用模糊物元分析法建立了多指标的路面状况评定方法,其中的权重确定综合了AHP法和熵值法,以求同时反映评价分级的主观性和实测数据的客观性。分析结果表明:实际路段的路面性能对应"中"的关联度最大(0.562 4),对应"次"的关联度次之(0.319 4),根据最大关联度原则,该路段的路面性能属于"中"级偏"次",与实际情况相符,表明评价指标体系和方法可行。     

考虑旧路剩余寿命的加铺层结构设计

通过沥青混合料小梁的室内二级荷载疲劳试验,模拟旧路沥青面层材料加铺前和加铺后的疲劳损伤特性.运用混凝土材料等效损伤理论,进行了半刚性基层荷载作用次数在加铺前后的换算,系统地提出了包括旧路面层和基层的剩余寿命预估、加铺层设计和验算在内的沥青加铺层设计方法,并采用此方法对山东省东港高速公路加铺结构进行设计.分析结果表明:初拟结构一、二的疲劳寿命都能满足交通量的要求,但是考虑到经济因素以及各结构层疲劳寿命与交通量的协调性,建议采用12 cm LSPM-25的结构二作为东港高速公路的加铺结构.     

预防性养护在黄石高速公路中的应用

基于黄石高速公路2012年养护入库专项部分路段路面预防性养护工程,论述罩面前对原路面治理措施,4cm罩面设计方案,罩面设计中相关问题的解决方案,施工、材料、环境保护措施等,以供同类工程参考。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计影响因素研究

目前国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善,至今仍未有公认的合理可行的设计方法。在前人研究的基础上,用三维有限元方法计算荷载作用下含土工合成材料夹层的沥青加铺层力学响应情况,分析加铺层底应力及弯沉随加铺层厚度、加铺层厚度模量、旧水泥混凝土层模量、夹层模量、路基模量等因素的变化规律以及影响程度,从而提出在加铺层设计中应给予重点考虑的设计因素,对考虑反射裂缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层设计方法进行了进一步探索和研究。     

沥青路面加铺沥青混凝土设计方法研究

国内高速公路沥青路面加铺层设计中大多仍采用与新建沥青路面相同的设计理论,鉴于此,对国内外沥青路面加铺层设计方法进行对比分析,从而提出合理的设计方法及相应的控制指标。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

长大纵坡水泥路面加铺沥青面层设计与施工

为防止沥青加铺层产生车辙病害和反射裂缝,某高速公路长大纵坡段水泥路面改造第一次采用了改性沥青+高模量+聚脂纤维沥青混合料作为沥青面层,文章对其配合比设计和施工技术进行详细的介绍,实践证明该沥青混合料设计合理,可供类似长大纵坡路段路面改造工程参考。     

冲击破碎混凝土路面的三维叠层模型

在旧水泥混凝土路面改建中,常采用冲击破碎方法处理原路面,常规的层状连续模型不能反映破碎混凝土板块的工作状态,因此,建立了一种分块三维叠层结构有限元模型。该模型中的加铺层和地基弯沉是连续的,破碎水泥混凝土板之间的弯沉是不连续的,上下层之间的弯沉也可以是不连续的。分析结果表明,加铺层、破碎水泥混凝土板和地基相互之间有脱空现象;虽然破碎水泥混凝土板的弯沉呈双线性分布,但是下层弯沉盆仍然包络上层弯沉盆;在破碎水泥混凝土板缝两侧有弯沉差,该处加铺层有集中弯矩和剪力差。对于具有间断刚性(或半刚性)基层的路面结构,该模型是一种可供选择的计算方法。     

浅析水泥混凝土路面的养护维修技术

对水泥混凝土路面修复问题进行了研究。首先,给出了水泥混凝土路面的调查内容和方法,以取得确定维修对策和加铺层设计的第一手资料。然后,对水泥混凝土的日常养护和病害处治等技术问题进行了分析,提出了相应的解决方法。最后,提出水泥混凝土路面修复过程的沥青加铺层的施工技术。     

水泥混凝土路面接缝传荷能力分析

接缝是水泥混凝土路面最薄弱的部分.接缝的传荷能力对于水泥混凝土路面的路用性能和使用寿命以及对旧水泥凝土路面的罩面设计具有较大的影响.因此接缝传荷能力的检测与评价对于水泥混凝土路面的维修和罩面均具有重要意义.     

旧路开裂对新罩面层结构荷载内力的影响分析

利用有限元分析方法分析旧沥青路面横向开裂的广度和深度对罩面层荷载应力的影响,分析结果可为合理设计加铺层提供理论依据.     

旧砼路面板上沥青加铺层直道试验研究

对不同结构方案下的旧水泥混凝土路面板上沥青混凝土加铺层结构进行直道试验,分析研究了不同轴重及荷载次数作用下的接缝弯沉差、车辙变形以及路面的疲劳特性,并对比了沥青加铺材料及结构优劣性.结果表明,在不同轴载的反复作用下,所研究的新型沥青混凝土材料在接缝路表弯沉、车辙变形量和路面结构的抗剪切疲劳特性等方面都优于普通的AC-20沥青混凝土.     

基于疲劳强度理论的超薄桥面铺装层裂缝扩展分析

以断裂力学为基础,借助有限元方法,建立了裂缝扩展的有限元计算模型。采用应力强度因子作为评价指标,分析了在对旧桥面铺装进行加铺时,旧铺装层已存在的裂缝对加铺层的影响;研究了在行车荷载和温度荷载的作用下,不同宽度的裂缝和不同的加铺层厚度对加铺层裂缝扩展的影响。研究表明,低温是引起裂缝扩展的主要因素;随着厚度的增加裂缝尖端的应力强度因子呈下降趋势,对于薄层铺装来讲,则需要较高的抗裂性。     

城市化特重交通地区旧水泥混凝土路面沥青罩面结构设计

通过对旧路路面使用状况的调查、检测,分析路面病害产生的原因,据此选取旧路路面结构设计参数。结合道路交通量大和城市功能等特点,经分析和力学计算提出沥青罩面结构设计方案,并对旧路路面病害处理提出相关意见,充分体现了＂人文、环保、高效＂的大修理念。     

碎石化在旧水泥混凝土路面拓宽改造中的应用

以宜兴S342水泥混凝土路面拓宽改造工程为依托,系统地论述了碎石化技术在旧水泥混凝土路面拓宽改造中的应用。根据路况调查结果,制定了旧混凝土板处理方案,介绍了MHB碎石化施工工艺,并通过开挖试坑、顶面回弹弯沉测试和承载板试验等措施检验施工效果,在此基础上完成碎石化后加铺层设计及拓宽部分路面结构设计。最后,总结了旧水泥混凝土路面碎石化设计施工过程中需重点关注的一些问题。