富水条件下沥青混凝土疲劳性能试验研究

根据厚沥青面层自身的受力特点,采用应力控制模式对高速公路沥青路面下面层常用AC-25沥青混凝土进行无水和富水条件下间接拉伸疲劳试验,得到不同应力水平作用下的疲劳试验结果,回归建立了应力-疲劳方程,并从疲劳寿命、疲劳方程特征参数、疲劳破坏形态等方面分析了水对沥青混凝土疲劳性能的影响.研究结果表明,在相同的应力水平作用下,富水沥青混凝土疲劳寿命仅约为无水沥青混凝土的24%～30%;沥青混凝土的应力水平与疲劳寿命在双对数坐标中呈现较好的线性关系,可为沥青路面疲劳寿命预估提供依据;富水状态下试件疲劳破坏表现为剪切和劈裂联合作用形式,充分证明用冻融循环处理条件模拟沥青混凝土富水状态的合理性.     

水对沥青混合料疲劳寿命影响的试验研究

用冻融循环模拟沥青混合料的水损坏状态,采用劈裂疲劳试验分析对比了水对AC-25沥青混合料疲劳特性的影响。研究指标包括:破坏形式差异、疲劳寿命差异、疲劳参数差异以及级配。分析表明:经过1次冻融循环后的破坏劲度模量比未冻融时低约27%;在水损害状态下,沥青混合料的疲劳寿命较普通状态下大为缩短;且沥青混合料试样的疲劳寿命对应力水平更为敏感;沥青混凝土的抗疲劳性能从优到劣的集料级配排序为粗级配、细级配、级配中间值。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的疲劳损伤分析

结合107国道河南省郑州至许昌段旧水泥混凝土路面所铺筑的沥青混凝土加铺层试验路情况,根据现场检测和室内试验数据,采用疲劳损伤力学方法对沥青混凝土加铺层处治机理及效果进行比较分析,探讨地基支承、接缝传荷、加铺层厚度、加筋等因素对沥青混凝土加铺层疲劳损伤寿命的影响,有利于在施工中采取有效措施延长旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的寿命.     

沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面承载力分析

为了防止公路的早期破坏,为长寿命路面结构研究提供理论依据与技术支持,应用有限元方法对沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面进行了温度场与疲劳应力分析。分析结果表明:小于4cm的沥青混凝土面层主要用于改善路面使用性能;大于4cm的沥青混凝土面层可以有效改善路面的温度场,每增加2cm,可满足15%～20%的超载要求。可见该复合式路面能够承受重载和一定程度的超载而不发生疲劳破坏。     

公路工程路面沥青混凝土施工技术与质量管理

施工技术及质量管理概述沥青混凝土施工技术的特点 随着公路工程技术的不断发展．国际道路工程界提出了沥青混凝土路面新技术。沥青混凝土路面施工新技术克服了传统沥青混凝土路面普遍存在的容易疲劳损伤、路面损坏只出现在表层等特点,其厚度也远远大于传统的沥青混凝土路面。针对传统沥青混凝土路面表面损伤过早发生的现状．新技术采用了抗剪指标加以控制;对于沥青混凝土路面结构疲劳寿命,会采取一系列措施,在设计中对基顶压应变和底弯拉应变进行指标控制。     

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.     

考虑层间状态的沥青面层动应变疲劳数值分析

为确定沥青层疲劳寿命与层间接触状态、温度和轴载荷等因素之间的关系,运用ABAQUS有限元软件,建立了考虑层间状态的沥青路面结构数值计算模型,分析了这些因素对沥青层底动应变的影响规律;通过引入常用的沥青路面疲劳寿命模型,构建了适用于半刚性沥青路面的沥青层或超薄路面的沥青层在多因素作用下的疲劳方程一般表达式,确立了沥青层疲劳寿命与各影响因素间的作用关系及其最不利点位.研究结果表明:层间结合系数、温度、轴载荷均对沥青面层疲劳寿命具有明显影响,且分析点位不同,影响程度不同;加强层间粘结能显著提高沥青面层疲劳寿命,在最不利分析点位处,当层间结合系数由0.5增大到0.7时,疲劳寿命提高13.6倍.      

基于DSR Time-Sweep的沥青常应变疲劳演化规律分析

为了研究沥青疲劳特性在常应变模式下的演化规律,采用动态剪切流变仪(DSR),在应变控制模式下对70#基质沥青和SBS改性沥青进行连续加载疲劳试验,获得基于复数剪切模量(G~*)、耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)三种物理指标对应的疲劳曲线,并通过疲劳曲线分析沥青疲劳破坏过程。试验结果表明:70#基质沥青的疲劳曲线变化有规律,能较好的表征沥青疲劳破坏过程,确定沥青疲劳寿命;耗散能变化率无法用于表征SBS改性沥青疲劳破坏规律;在相同分析方法中,SBS改性沥青疲劳寿命优于70#基质沥青;随着应变增加,两种沥青疲劳寿命均下降。     

沥青混凝土路面疲劳行为的影响因素分析

从混合料性质、载重、间歇时间和温度四个方面,对影响沥青混凝土疲劳行为的因素进行了分析,研究结果显示:增加沥青含量、降低空隙率可以提高沥青混凝土的疲劳寿命;疲劳破坏随车辆载重的增加而增大,且不同轴配、不同速度车辆所产生的影响存在差异;间歇时间可以减缓路面的疲劳破坏速度;环境温度及其变化对疲劳寿命的影响不容忽视。     

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.     

SBS改性沥青混合料损伤模型分析

通过SBS改性沥青混合料的单轴拉伸试验,分析了粘弹性模型与损伤模型的特性,并耦合成粘弹性连续损伤模型;从能量的角度考虑了SBS改性沥青混合料的疲劳损伤特性和损伤效应,并建立了一种与拉伸应变水平相关的疲劳损伤模型。模型与试验吻合较好,可预测不同拉伸应变水平下SBS改性沥青混合料的疲劳寿命。     

浇注式沥青混凝土铺装破坏原因

对江阴大桥钢桥面浇注式沥青混凝土铺装使用状况进行了跟踪调查与观察,从铺装材料特性、受力状况、交通组成等方面分析了其破坏的状况及原因.结果表明,铺装材料的高温稳定性与抗疲劳性能不足、超载、重载、慢车速等因素是导致江阴大桥钢桥面铺装破坏的重要原因.     

基于超声波检测技术的沥青混凝土探伤研究

尝试将超声波探伤技术应用于沥青混凝土材料．通过声速的检测可反映不同类型沥青混合料的相对强度;通过定义相应的损伤变量，把损伤与声速变化建立联系,试验结果表明：沥青混凝土损伤与超声波速降低之间具有较好的指数关系；采用超声波技术检测沥青混凝土裂缝深度，为定量评价路面早期损坏程度提供依据．     

运用损伤力学理论预测沥青混合料的疲劳性能

运用Alliche A和Francois D提出的分析水泥混凝土疲劳损伤的力学模型计算沥青混合料的疲劳性能，将计算结果与试验结果进行比较发现，其结果与试验值相差非常大。造成这一差别的原因与模型中参数的取值有关，更主要的原因是沥青混合料的损伤演变律并不一定遵循简单的直线关系。对原损伤演变律进行了修正，运用修正的损伤演变律对计算模型进行了推导。经验证，修正的模型的计算结果与试验结果比较接近，可用于预测沥青混合料的疲劳性能。     

沥青混合料疲劳损伤机理研究

在根据应力等效假设提出沥青混合料疲劳损伤参量的基础上,通过对常应力小梁弯曲疲劳试验数据的分析得出：不同试验条件下的沥青混合料弯曲疲劳试件的损伤累积过程都具有相同的变化规律,即随着加载次数的增加,沥青混合料的累积损伤量不断增大．累积损伤曲线的突变点就是沥青混合料达到疲劳破坏的标志。     

沥青混凝土路面开裂破坏的渗流模型分析

渗流模型是处理相变与临界现象的有力工具,在本质上属于概率论的一个分支。沥青混凝土路面的开裂破坏是由于无数条微裂缝之间相互连通而导致的,其微裂缝无限连通的过程在数学上属于渗流问题。将渗流模型理论应用于沥青混凝土路面破坏过程的描述,通过选择合适的渗流模型,对沥青混合料破坏的最近邻、次近邻和第三近邻等3种状态的渗流演变过程进行了计算分析,用重整化群方法求出渗流阈值,用以确定沥青混凝土路面开裂破坏的临界条件,为沥青混凝土路面破坏研究提供一种新的思路。     

沥青混凝土路面水损原因分析与防治措施

结合工程实践,从设计和施工的角度对沥青混凝土路面出现的水损病害机理进行深入的分析,详细阐述路面水损病害产生的成因并提出防治措施.     

砼材料非线性多级疲劳损伤方程的建立

利用损伤力学的基本概念,在砼材料疲劳损伤方程的基础上,对砼材料的多级疲劳损伤过程进行了深入的理论分析,给出了具有独立性和连续性的多级疲劳损伤路径,推导出了砼材料的非线性多级疲劳损伤方程,方程明确的反映了加载次序对疲劳累积寿命的影响;利用此方程,笔者分析了超载对材料使用寿命的影响．