农村公路水泥混凝土路面结构设计中影响因素分析

计算分析了交通量、土基模量、基层模量、基层厚度变化对水泥混凝土路面板厚度影响,通过计算分析可知,通过调整土基模量或基层厚度来减小水泥混凝土路面板的厚度效果不明显,可适当增大基层强度,减小水泥混凝土路面板的厚度。     

路基回弹模量对刚性路面疲劳寿命的影响分析

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立水泥混凝土路面结构体系三维有限元模型,针对2种路面结构形式和2种轴重的轴载作用,计算不同路基回弹模量下的路面结构响应,结合水泥混凝土疲劳方程,分析路基回弹模量对路面结构疲劳寿命的影响.结果表明,随着路基模量的增加,板底应力水平及变化率近似呈线性水平降低,而路面疲劳寿命与疲劳寿命折减率则呈现出较为明显的非线性变化,应力水平变化不大的条件将使得路面结构疲劳寿命产生显著影响;提高路基回弹模量在较高区间(40～60 kPa)将更加显著增大路面疲劳寿命,另外,增大轴载会使路面结构疲劳寿命显著降低.     

基于累积损伤因子的水泥混凝土路面设计(英文)

考虑荷载疲劳应力和温度疲劳应力的综合疲劳方程,计算了单轴单轮及单轴双轮轴载的覆盖通行率,利用累积损伤因子替代标准轴载在交通量换算中的作用,提出了直接计算各级轴载对路面结构总的累积疲劳损伤方法和新的水泥混凝土路面设计方法,并采用两组交通量对轴载累积损伤量的计算方法的准确性与可行性进行了验证。分析结果表明:公路横断面上各点处轴载的作用次数是不同的,各级轴载的累积疲劳损伤峰值不一定在同一位置,利用基于累积损伤因子的水泥混凝土路面设计方法计算得到两组交通量下路面的最不利位置厚度均为22cm,符合设计要求,其他位置厚度可按累积损伤曲线相应减小,此设计方法避免了现行规范基于标准轴载和疲劳耗损等效原则的水泥混凝土路面设计方法与路面实际损伤中存在的差异及轴载换算方法的局限性。     

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.     

提高混凝土路面抗折强度的措施

水泥混凝土路面具有较强的抗重载能力,但对超负荷重载的敏感性远远超出沥青路面。随着车辆轴载的增大．不仅混凝土路面内部产生的荷载应力增大,尤其是实际累计标准轴载远远大于设计轴载．使水泥混凝土路面产生疲劳损坏。     

水泥混凝土路面在车载和温度应力共同作用下有限元分析

车辆荷载与温度翘曲应力共同作用下,容易导致水泥混凝土路面产生疲劳破坏。本文利用大型有限元软件ANSYS对不同参数变化的混凝土路面进行有限元模拟计算,分析取不同板厚的条件下,车辆荷载与温度应力对水泥混凝土路面的影响,得出混凝土板在正温度梯度和车载共同作用时,在相同地基模量情况下,产生的板内纵向拉应力会随着混凝土板的长度与厚度的增大而增大。     

模量变化对水泥混凝土路面影响分析

为了研究水泥混凝土路面模量变化对水泥路面设计影响分析,在考虑水泥路面各个结构层模量变化前提下,分析土基回弹模量变化对水泥路面路表弯沉影响、土基回弹模量变化对土基顶面弯沉影响。提高土基模量减小土基顶面弯沉和路表弯沉,对土基上一层结构层进行适当稳定处理。     

不同非均布荷载下的沥青路面力学响应及疲劳寿命分析

为了分析超载对半刚性基层沥青路面的力学响应及疲劳寿命的影响,通过三维有限元软件ANSYS,建立非均布荷载作用下的三维有限元模型,对比分析单轴10 t、15 t、20 t、25 t四个轴重下的力学响应及疲劳寿命结果。四个不同轴载作用下的结果表明:随着荷载的增加,路表弯沉、沥青层底压应力、基层及底基层底拉应力、土基顶面压应变均呈现线性增长趋势,而沥青层底拉应变随着荷载增加而减小;超载作用下,沥青路面疲劳寿命呈现指数下降趋势。     

多轴重车荷载与标准轴载间换算关系研究

通过多轴车轴载谱调查以及不同荷载作用下路面结构的受力分析,采用国外的路面疲劳寿命计算公式以及沥青面层永久变形计算公式,建立起不同轴重的多轴荷载与标准荷载之间的换算关系。计算结果表明按照国内换算方法得出的交通量能满足路面的疲劳开裂的要求,但不能确保路面的抗车辙性能。     

沥青路面多孔混凝土基层荷载应力数值分析

建立多孔混凝土基层沥青路面三维有限元模型．引入横观各向同性弹性本构关系模型作为正交各向异性接触模型，实现路面结构层间接触状态的数值模拟．通过数值计算方法，分析多孔混凝土基层的荷载应力，研究了面层厚度、多孔混凝土基层厚度及模量、地基模量、轴载等对荷载应力的影响．对条件相同的计算结果进行对比分析，结果表明：基层荷载应力随基层厚度的增大而减小，随着面层厚度的增大而减小；随着基层与地基模量比的增大而增大；随着轴载的增大而增大．     

高等级公路旧水泥混凝土路面改造利用的技术应用研究

水泥混凝土路面作为高级路面具有强度高、荷载扩散能力强、使用寿命相对较长和前期养护费用低等优点,但基于交通量剧增,汽车轴载日益重型化或设计、施工等方面的因素,则出现露骨、开裂、断板、沉陷、错台、破碎、板底脱空等路面损坏,影响了道路的使用功能,但水泥混凝土路面的修复比较困难,     

基于灰熵理论的农村公路水泥混凝土路面结构影响因素分析

对不同交通量、土基模量及基层材料强度、厚度组合下的水泥混凝土路面结构进行计算,并采用灰熵理论对各影响因素对水泥混凝土路面板厚度的影响程度进行分析,通过计算分析可知,上述因素对水泥混凝土路面设计影响程度由大到小依次为：土基强度、交通量、基层材料强度、基层厚度.     

缺陷水泥混凝土路面裂缝扩展机理研究

研究表明,水泥混凝土路面在凝固收缩过程中形成板底早期裂缝,产生缺陷。为此,采用了断裂力学的基本原理,通过计算得出路面板底裂缝深度、荷载大小和应力强度因子之间的关系,分析了路面裂缝扩展的条件。同时,利用疲劳方程建立了荷载作用次数与稳定断裂韧度下降之间的关系式,由此说明疲劳荷载作用下产生的累计损伤导致的稳定断裂韧度下降是路面开裂破坏的根本原因。     

沥青路面设计参数探讨

从路面设计交通荷载的车辆种类、轮压和标准轴载、车道系数、轴载换算方法、土基回弹模量、路面结构层设计参数等方面进行了分析讨论,为路面结构层合理设计提供参考思路。     

传力杆对水泥混凝土路面的影响

针对水泥混凝土路面常见的破坏形式,在路面接缝处设置长度为0. 41m的传力杆,通过模拟水泥混凝土路面设置传力杆与不设置传力杆,研究路面受荷板与相邻不受荷板在受力与竖向位移上的区别。结果表明:在标准轴载作用下,设置传力杆能够减小约受荷载板14%的竖向位移、10%的层底最大压应力,能够减小荷载作用的影响范围的大小;未受荷板能够有效地接收到相邻受荷板传递的力,而引起自身竖向位移以及应力变化;设置传力杆后,随着荷载的增大,相邻未受荷板的压应力、竖向位移均随着荷载的增加呈线性增加,可见传力杆对水泥混凝土路面板分散受力有积极作用。     

足尺沥青混凝土路面加速加载动力响应

采用足尺沥青混凝土路面加速加载试验设备,检测了移动车辆荷载下路面结构的动力响应,分析了面层底部的动应变和土基顶竖向压应力,研究了车辆轴重、行驶速度和轮胎胎压对路面结构动力响应的影响,分别建立了动力响应与轴重、车速的回归模型,在不同轴重、车速和胎压下对4种路面结构进行了试验。分析结果表明:在行车荷载作用下,面层底部应变响应呈拉压应变交变状态;在中等试验温度条件下,面层底部应变响应随轴重的增加而线性增加,土基顶竖向压应力呈单向应力状态,且随轴重增加而增大;车速显著影响面层底部应变响应,但对竖向压应力影响不大,仅影响应力的脉冲持续时间;随车速增加,应力脉冲时间缩短,面层底部应变响应减小;重载车辆在低速行车时对路面的破坏作用更严重,但胎压对面层底部应变和土基顶竖向压应力影响较小。     

荷载接触形式对路面结构力学指标的影响分析

传统沥青路面结构力学模型通常将车辆荷载假定为圆形、椭圆形、矩形,与实际路面结构在非均布荷载作用下的真实受力状态有一定的区别。应用3D-Move Analysis有限层软件,建立黏弹性材料特性下力学响应模型,对比分析了静载和动载情况下,不同荷载接触形式对路面结构剪应力、路表弯沉、面层底部拉应力、土基顶部压应变最大值及位置的影响;分析了水平力系数和轴载变化时,各指标最大值的变化规律。结果表明:不同荷载状态、荷载接触形式作用下,各力学指标最大值及位置有较大的区别;汽车匀速行驶时,按照传统静载计算结果进行力学指标设计是偏于安全的;汽车制启动时,计算结果比静载偏大,并随着水平力系数的增加持续增大,仍按传统静载结果设计容易导致车辙、疲劳开裂等早期损坏现象;不同荷载接触形式,各力学指标均随轴载的增加而增大。     

基于双轴加速加载试验的沥青路面车辙预测模型

为研究重载交通作用下沥青路面车辙变化规律,铺筑了室内沥青混凝土面层水泥稳定碎石基层的试验路。在室内常温加载和路面加热至42℃两种工况下,利用自主研发的加速加载设备进行双轴加速加载试验,试验过程中对温度、车辙和应变进行监测,依据车辙变化规律建立了轴重160 kN双轴双轮加载条件下沥青混凝土路面车辙预测模型。研究结果表明:双轴双轮组加载时同样加载次数条件下车辙深度大于单轴加载车辙深度,所建立的模型更适合当前道路交通情况。通过对比分析验证了该模型的正确性。     

水泥混凝土路面设计质量控制

高速公路由于交通量大、轴载超重和设计车速很高，破坏力比一般公路大6～10倍，按照我国《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJ012-94)设计的高速公路水泥混凝土路面的面板结构偏薄，板厚基本在24～26cm之间，很少有28cm厚的高速公路水泥混凝土路面板。     

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。