分层梯度模量微沥青级配碎石对倒装式路面结构的影响

利用ABAQUS有限元软件,建立倒装式沥青路面结构模型,研究了多轴载情况下级配碎石横观各向同性特征对路面结构的影响,并通过设置分层梯度模量的微沥青级配碎石对倒装式路面结构进行结构优化。研究表明:级配碎石横观各向同性特征明显影响着倒装式路面结构的内部应力与应变,影响到路面的使用寿命,在实际工程中不可以忽略;设置分层梯度模量的微沥青级配碎石层可减少层间的模量比、形成缓冲区,以缓解级配碎石横观各向同性特征所带来的影响,尤其在重载交通条件下,设置逆向梯度模量的微沥青级配碎石后,其路用关键性指标可减小20%以上。     

结构层厚度和模量对全厚式沥青路面设计指标的影响

采用法国标准,利用法国结构设计软件ALIZE,进行全厚式沥青路面结构设计,并通过对路面结构层的厚度和模量进行正交试验设计,分析了全厚式沥青路面不同厚度处应变的变化规律,揭示了两个参数对全厚式沥青路面设计指标的影响规律。结果显示,路面承台模量对路面结构设计力学指标的影响远高于基层和面层,基层厚度对设计指标的影响较磨耗层和联结层更为显著。     

基于响应面法的石质路基沥青路面结构优化研究

为了提高石质路基沥青路面结构的使用性能,应用响应面法对路面结构为沥青面层、级配碎石基层和石质路基的路面结构进行优化分析;按照公路沥青路面设计新规范的新设计指标来分析各个路面结构层厚度对新指标的影响,以各面层的厚度和基层的厚度作为约束条件,以沥青混合料疲劳开裂次数、沥青混合料层永久变形量和路基顶面竖向压应变作为响应因素建立响应面优化模型。研究表明:面层的厚度对永久变形量、疲劳开裂次数和路基顶面竖向压应变有显著的影响,而级配碎石基层厚度对三大指标影响较小。     

基于APT试验的半刚性基层沥青路面动力响应分析

通过足尺试验路加速加载试验研究半刚性基层沥青路面的动力响应,为路面性能预估及结构设计提供依据。通过修筑水泥稳定碎石基层和二灰稳定碎石基层2种结构APT试验路,埋设水平应变仪、竖向压应力传感器和温度传感器,实时采集路面结构动应力、应变、弯沉和路面温度场,分析温度与结构动应变、应力响应的关系,开展基于FWD弯沉盆的路面结构层模量和力学响应计算分析。研究结果表明,半刚性基层层底拉应变受温度影响较小,半刚性基层厚度对结构弯沉影响较大;半刚性基层厚度越小,其模量衰减越快;随重复荷载作用,半刚性基层层底拉应变响应先较快增加而后缓慢减小;在路面使用初期(2 560万次标准轴载),半刚性基层结构模量衰减较慢,当轮载作用1亿次标准轴载累计当量轴次时,半刚性基层模量约衰减55%。     

考虑横观各向同性疲劳损伤的沥青路面数值模型

为研究车辆荷载作用下沥青路面的疲劳损伤问题,假定路面结构内受拉区的疲劳损伤横观各向同性,推导了沥青路面考虑横观各向同性疲劳损伤的本构方程.采用FORTRAN语言开发了材料子程序UMAT,结合有限元分析软件ABAQUS,得到了沥青路面的横观各向同性疲劳损伤数值分析模型.通过对该模型在不同荷载下的疲劳寿命分析,建立了荷载-疲劳寿命曲线,与试验结果进行对比,验证了模型的可靠性,并分析了损伤度及水平拉应力在路面结构内的分布规律.研究结果表明:疲劳损伤主要分布在基层底面双轮中心线附近,该位置最先产生疲劳裂纹,随着荷载作用次数增加,受损区水平拉应力在减小的同时,分布规律也发生了很大的改变,其最大值位置沿道路竖向从基层底面向上移动,沿道路横向从双轮中心线位置往两侧移动;本文方法得到的路面疲劳寿命与试验结果吻合较好,相对误差在4.57%~9.82%之间.      

基于使用性能的公路沥青路面多指标分析与结构计算研究

研究了基于路面使用性能构建多指标设计体系的必要性,深入分析了沥青路面疲劳开裂、变形及其他不同损坏类型的产生机理与结构设计的关系,阐述了车辆荷载作用下路面各结构层的受力状态和材料性能要求,建立了控制沥青层和无机结合料半刚性基层底疲劳开裂、沥青混合料层永久变形以及沥青面层低温开裂等病害的设计指标和标准。针对我国常用的半刚性基层沥青路面在结构计算时提出相应的验算公式,并以新疆地区某二级公路为例进行多指标设计实际应用。     

级配碎石差异沉降及变形机理

对我国高等级公路来说,路面最主要的破坏就是车辙。近些年来,相关人员一直研究如何才能减少路面的车辙破坏。车辙的破坏主要有三种：结构型车辙、压密型车辙、磨耗型车辙。〈br〉 对于不同沥青路面结构,发生车辙破坏的类型也不尽相同。对于级配碎石基层沥青路面结构,主要是压密型车辙,其车辙主要来源于级配碎石的塑性变形和沥青层的压密变形。对于沥青稳定碎石基层沥青路面,其车辙变形主要来源于沥青层的压密变形与剪切变形。对于半刚性基层沥青路面,由于半刚性基层强度较高,几乎不发生变形,因此,其车辙变形主要是沥青层的磨耗变形和压密变形。因此,开展级配碎石变形理论的研究,分析其变形的规律,制定相应的防治措施,可以有效的提高级配碎石层的使用寿命,延长路面结构的使用时间。     

路面级配碎石基层设计方法探讨

级配碎石广泛应用于低等级路面基层和高等级路面的防反射裂缝结构层,级配碎石层的设计对使用性能有重要的影响。从级配碎石的材料选择、级配选择、级配设计进行了探讨,并对其应力应变特性和永久变形进行了定性分析。     

一种基于组合式基层的长寿命路面结构设计

在分析辽宁省半刚性基层沥青路面使用经验和国内外长寿命路面设计理论的基础上,推荐一种基于组合式基层的长寿命路面结构组合形式。利用有限元法建立结构分析模型,考虑了多种材料参数与指标条件,对推荐的组合式结构进行了力学分析,基于有限元计算结果,给出了组合结构的厚度。     

沥青路面动态响应数值分析

为了优化沥青路面结构设计,引入无反射边界,依据结构动力理论,利用有限元数值分析方法,对多层沥青路面在移动荷载作用下的动态响应进行了分析。发现沥青面层的拉应力和路表弯沉随着基层模量、层间摩擦系数、行车速度和面层材料阻尼的增大而减小,剪切应力随着轮胎接地压力和基层模量的增大而增大。分析结果表明:基层设计需要综合优化设计,简单增加基层模量和厚度都是不合适的;良好的层间接触状态以及使用较大阻尼的材料,有利于路面性能的改善;提高行车速度可以延长路面的使用寿命。     

军用机场沥青混凝土道面设计方法

为了合理设计军用机场沥青混凝土道面,以设计飞机作为计算荷载,按照疲劳等效原理,分析了不同飞机之间的交通量换算关系,根据军用机场道面使用特点、组成结构材料特性和损坏现象,采用面层、基层、底基层底部的拉应力和面层的剪应力作为结构设计指标,应用弹性层状体系理论设计了军用机场沥青混凝土道面。在H-6、MD-82和B727-100组成的混合交通中,分别用H-6和MD-82作为设计飞机,采用道面结构设计程序Pave2000进行结构层厚度计算。计算结果表明,以H-6为设计飞机,下基层设计厚度为34 cm,以MD-82为设计飞机,下基层设计厚度为33 cm,两者相对误差仅为3.03%,说明此设计方法是正确的。     

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.     

大粒径ATB高温稳定性研究

借鉴国内外沥青混合料设计方法进行大粒径沥青稳定碎石基层配合比设计,根据路基实际情况,通过车辙试验,分析不同温度下不同级配大粒径沥青稳定碎石的高温稳定性,试验结果表明：大粒径沥青稳定碎石具有较好的高温稳定性。     

沥青路面设计方法探讨

沥青路面设计方法对路面结构的确定有明显影响,在简略分析弹性层状体系理论之后,介绍了Shell设计法和AI设计法,并在对比分析我国设计方法与该方法不同的基础上,探讨了我国沥青路面结构设计中的不足,为沥青路面设计规范的后续完善提供部分思路.     

“强基薄面”理念在公路工程建设中的应用

"强基薄面"理念是公路建设的一项新技术,是对路面结构建设的革新,其特点是通过冲击压实增强路基强度,提高路基结构稳定性,从而使路面结构层厚度减薄。水泥乳化沥青碎石结构层的引入实现由半刚性到半柔性再到柔性的良好过渡。减少半刚性基层裂缝反射到路面面层,加强了基层的路用性能。橡胶沥青碎石应力吸收层可以进一步阻止反射裂缝延长公路使用寿命,利用橡胶沥青混凝土铺筑的路面抗车辙、抵抗反射裂缝的能力更强,减少养护周期及养护费用,更节约环保。     

大粒径ATB高温稳定性研究

借鉴国内外沥青混合料设计方法进行大粒径沥青稳定碎石基层配合比设计,根据路基实际情况,通过车辙试验,分析不同温度下不同级配大粒径沥青稳定碎石的高温稳定性,试验结果表明:大粒径沥青稳定碎石具有较好的高温稳定性。     

关于级配碎石基层沥青路面满足抗剪要求的探讨

级配碎石作为沥青路面基层,容易发生剪切破坏.选取三种典型级配碎石路面结构,从理论上分析了级配碎石层受到的最大剪应力,并通过试验测定了级配碎石的抗剪强度,通过控制沥青面层厚度来保证级配碎石层不会发生剪切破坏.     

基于大粒径沥青碎石的沥青加铺层温度应力分析

大粒径沥青碎石常被用于解决旧水泥混凝土路面加铺改造中普遍存在的反射裂缝问题。为寻求大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的结构设计方法,对设置该缓解层的沥青路面进行温度应力分析,找出了大粒径沥青碎石缓解层对路面结构应力分布的影响规律。     

沥青碎石柔性基层应用技术研究

通过对大粒径沥青碎石柔性基层工程应用研究,结果表明：作为沥青路面补强层,大粒径沥青碎石柔性基层具有一定的强度和排水性能,其施工方便、工艺简单,可防止沥青路面早期水损坏,适用于大交通量、重载交通条件下的路面大修工程.     

SMA沥青玛蹄脂碎石路面混合料配合比设计

结合工程实例,介绍SMA沥青玛蹄脂碎石混合料配合比设计,并从材料选择、技术指标、设计配合比和生产配比实施等方面加以分析,有利于SMA沥青玛蹄脂碎石路面的正确施工。