层间接触状态对沥青路面力学响应的影响研究

文章采用有限元分析软件ABAQUS建立了半刚性基层沥青路面结构模型,分析了层间接触状态对路表弯沉、面层底面最大正应力、面层底面最大剪应力力学响应、基层底面最大剪应力、路基顶面压应变力学响应的影响.研究表明,相较于标准轴重和层间连续状态,当轴重增加以及层间接触处于滑动状态时,路表弯沉明显增加、且面层底出现较大水平拉应力、剪切应力,路基顶面应变明显增加.     

重载作用下多年冻土地区沥青路面的结构适应性分析

文章根据青藏公路路面使用沥青的现状,利用有限元模型对青藏公路5种常用路面结构不同温度分布下的力学响应进行了对比分析。结果表明,设置沥青碎石过渡层的路面结构（如ACR）具有较好的适应性,其面层的竖向位移、压应变、最大剪应力、最大剪应变和基层底面弯拉应力均较小,为多年冻土地区沥青路面结构设计提供参考。     

基层间接触状态对沥青路面结构受力的影响分析

文章基于有限元接触理论,建立考虑层间粘结状态的大厚度半刚性基层沥青路面结构有限元分析模型,模拟分析不同基层间摩擦系数条件下的路表弯沉变化规律、面层层底弯拉应力变化规律以及上下基层底部弯拉应力变化规律。结果表明:在基层间粘结接触较弱的情况下,完全假设各层间为连续状态分析得到的路面弯沉值及应力值会与考虑层间摩擦时的计算值存在较大的差异,对沥青路面结构受力分析合理性的影响是不可忽略的;只有基层间摩擦系数大到一定程度后,大厚度半刚性基层沥青路面结构才能近似等效为层间连续,在基层间摩擦系数较小的情况下,可采用有限元接触模型进行大厚度半刚性基层沥青路面结构的设计分析。     

高速公路长大陡坡路段半刚性沥青路面设计中剪应力研究

<正>沥青路面结构层受到的剪应力过大,将导致沥青路面出现车辙、推挤、滑移、拥包以及TOP-DOWN开裂等破坏。长期以来,我国沥青路面设计规范中设计指标为路表弯沉和沥青层底弯拉应力,并未考虑剪应力。而在纵坡路段,路面受到水平荷载影响,内部剪应力急剧增大,导致纵坡路段剪切破坏及其严重。为此,本研究采用层状弹性体系理论,分析纵坡路段半刚性基层沥青路面剪应力分布特点,为纵坡路段半刚性沥青路面的设计研究提供参考。     

半刚性沥青路面界面应力分析

半刚性沥青路面在我国高速公路路面中应用广泛,但由于沥青面层与半刚性基层的层间变形协调性差,易产生较大的层间剪应力而引起沥青面层的剪切破坏。文章基于弹性层状体系理论,采用BISAR3.0软件分析了材料回弹模量、泊松比、行车荷载、层间结合状态等因素对沥青面层和半刚性基层层间最大剪应力、压应力的影响,并总结出各因素影响下的应力分布规律。     

粒料层路面非线性效应分析及修正

应用迭代法和有限元软件ANSYS,建立可考虑粒料层非线性特性的路面结构分析程序;对于粒料基层柔性路面而言,在圆形荷载作用下粒料基层上中部的弹性模量较初始值有所增加,而下部性模量则减小。粒料基层弹性模量这种变化对路面结构力学响应的影响可通过等效模量修正系数来表征。本文详细分析了面层刚度半径、基层厚度、荷载集度、以及初始围压等因素对面层层底压应力、面层层底弯拉应力指标的等效模量修正系数的影响规律。结果表明,粒料层非线性对面层层底压应力、面层层底弯拉应力的影响较大,而对路表弯沉、路表弯沉盆及土基压应变的影响很小,一般精度要求时可忽略。     

重载沥青路面结构设计的轴载换算研究

文章通过对两种典型公路路面结构建立有限元模型进行模拟试验与计算,分析重载交通与路表弯沉、基层层底弯拉应变、路面车辙、土基顶面竖向压应变的关系。研究表明,超载交通下,路面结构的各项指标均比非超载时大,随着轴载的增加,重载对路面结构指标的影响增强。同时,进一步结合模拟试验结果,对轴载超过130 kN的,以路表弯沉值为设计指标、以层底拉应力为设计指标、以车辙深度为设计指标、以土基顶面压应变为设计指标这四种方法的轴载换算系数进行分析,提出轴载换算系数建议值(轴载超过130 kN时)分别为5.0、9.5、4.0、5.0。     

基于级配碎石基层的沥青混凝土路面结构有限元分析

采用ANSYS有限元软件,以广河高速惠州段沥青路面结构形式为例对级配碎石基层沥青路面结构建立静态弹塑性模型,分析了改变各结构层参数对级配碎石沥青路面结构力学性质的影响。计算得出:沥青层厚度选取17 cm为最优;沥青混凝土模量值为1 200 MPa能很好的控制路基永久变形;级配碎石层厚度为30 cm以及模量的增大时都可以有效地减小沥青层底拉应变和土基顶面的压应变;土基模量值的增大可以有效地减小土基顶面的压应变。     

基于冻融循环理论的沥青混合料抗裂性能研究

层底抗拉强度和层底抗拉应变(弯拉强度)是评价沥青路面结构抗裂性好坏的主要指标之一。本文基于冻融循环理论,利用自行设计的冻融循环试验,对掺有不同含量外加剂SBS(0%、4%、5%、6%)的AC-16、SMA-16的沥青混合料,分别在冻融循环次数为0次、6次、12次、18次的条件下进行进行试验。结果表明:级配类型为AC-16、SMA-16的两种沥青混合料抗拉强度和抗拉应变均随着冻融循环次数的增加而减小;在任意冻融循环条件下,当SBS含量为5%时,两种级配的沥青混合料,层底抗拉强度均有明显的提高,且AC-16沥青混合料抗裂性要好于SMA-16沥青混合料。     

大厚度水泥稳定碎石基层层间有限元模拟分析

大厚度水泥稳定碎石基层分层施工使得基层由设计中的整体受力变为两薄层受力,层间接触的存在降低了基层的路用性能,从而降低了整个路面结构的使用性能。文章采用有限元软件ABAQUS,分别对两种不同工况下(分层施工和全厚式施工)的大厚度水泥稳定碎石基层路面进行路表弯沉、面层底面和基层底面的最大主应力、土基顶部最小主应变及面层底面最大剪应力等指标的有限元模拟,分析不同工况的大厚度水泥稳定碎石基层路面的荷载响应。     

沥青路面面层-基层层间抗剪性能研究

为了对目前山区沥青路面常见的面层-基层滑移破坏问题提出有效的防治措施,文章通过室内试验,在AC-20混合料面层与半刚性基层之间洒铺基质沥青、SBS改性沥青、SBR改性乳化沥青,同时选择在20℃和52,7℃温度条件下,对试件进行45°斜剪试验,对比在不同材料、温度条件下的面层-基层层间抗剪强度。试验结果表明:层间经处理后的粘结强度均有不同程度的增加,增幅最大的是在层间洒布了SBS改性沥青,增幅最小的是在层间洒布了基质沥青;高温条件下,面基层间的抗剪切强度仅为常温条件下的8%~10%,说明温度对AC-20沥青层与半刚性基层间的抗剪切强度有很大的影响。研究结果可为增强面基层层间粘结力提供指导。     

就地热再生沥青混合料材料组成与体积特性的分析

沥青路面就地热再生具有完全利用旧料和快速施工等特点,该技术对仅限表面病害的沥青上面层具有优越的适用性。由于原沥青路面的级配存在一定程度的差异且不连续,使得就地热再生沥青混合料的级配设计不只是一个定值设计,而是具有一定的兼容范围。通过采用最大密度曲线理论的n值等差,文章分析了不同级配、不同沥青用量的再生沥青混合料的体积特性的直接指标、间接指标和评价指标的变化规律。分析结果表明:当级配存在一定差异,且部分指标超出规范范围允许时,可适当调整沥青用量来弥补级配波动的影响。     

重载交通长寿命半刚性基层沥青路面浅析

长寿命沥青路面是当前国际上备受重视的一种新的路面设计理念。文章通过分析世界各国长寿命路面的研究成果,探讨路面设计方法及施工工艺,提出了基于长寿命半刚性基层的沥青路面设计理念和施工要求。     

土基模量对沥青路面性能影响分析

从沥青路面结构层施工质量控制、半刚性基层反射裂缝扩展、路面疲劳寿命三个方面分析了土基模量对半刚性基层沥青路面性能的影响规律,提出了沥青路面土基模量的合理设计和施工控制措施。     

桥面铺装层内应力应变分布及结构厚度的讨论

采用各向同性的大挠度薄板建模,利用三维有限元分析方法,对桥面铺装设计中的关键参数进行讨论,探讨不同参数组合条件下铺装层内部受力分布的影响,有限元分析结果表明,沥青混凝土铺装层厚度,粘结层模量对铺装层内部以及铺装层与粘结层界面的剪应力影响最为显著,桥面铺装设计厚度设计宜在10～12 cm,同时设置必要的防水粘结层。     

重载交通沥青路面高温抗剪性能研究

文章通过总结国内外有关重载交通和抗剪性能的研究成果,推荐了高温和重载综合影响下评价路面抗剪性能的方法,以评价高温和重载因素对沥青路面结构性能的影响,同时也为降低沥青面层剪应力措施的设计与施工提供借鉴。     

移动荷载作用下沥青路面表面裂缝应力强度因子分析

文章结合沥青面层和半刚性基层间的摩擦接触状况,分析沥青路面表面裂缝应力强度因子的变化规律,探讨了不同的面层厚度、不同的面层和基层模量以及不同的裂缝深度对应力强度因子的影响,为改进沥青路面的抗裂设计方法和表面裂缝的养护维修提供理论参考。     

沥青路面冷再生沥青混合料配合比设计研究

冷再生沥青混合料施工技术是一种节能环保的公路路面修复技术,不但可以有效减少石料、沥青、水泥的需求量,降低工程成本,减少了资源浪费,并且与热再生技术相比可以有效降低CO2排放量。配合比设计是影响冷再生沥青混合料质量的关键因素,本文以某公路沥青路面修复工程为例,对沥青路面冷再生沥青混合料配合比进行研究,以加强冷再生沥青混合料质量控制。