沥青路面车辙形成原因及影响因素分析

采用冻融循环后的蠕变与车辙试验,分析冻融循环对车辙变形的影响;对石黄高速利用ABAQUS软件进行有限元预估分析,并与实测值进行对比,验证了预估模型的准确性,为高速公路的维修养护提供理论指导。     

基于车辙量预估的路面设计方案比选

车辙是影响重载地区沥青路面使用性能的主要病害,对路面车辙量进行科学合理的预估,进而根据车辙预估量,调整路面结构,形成基于车辙预估量的路面设计方法,具有重要的意义。以阳蟒高速公路沥青路面设计为例,针对柔性基层和半刚性基层两种路面结构进行了车辙量预估,预估结果表明,柔性基层车辙量要明显小于半刚性基层,为车辙预估模型的建立与路面结构的选择提供了借鉴。     

R-UHPC梁的抗剪承载力计算方法

收集了大量的配筋超高性能混凝土(R-UHPC)梁抗剪承载力的试验数据,分析了现有抗剪承载力计算方法,研究了R-UHPC梁的抗剪机理,考虑了UHPC的抗拉作用,提出了基于桁架-拱模型的R-UHPC梁抗剪承载力计算方法,并比较了计算结果与试验结果。比较结果表明:在现有的计算方法中,采用基于统计分析方法的承载力计算值与试验值的平均比值为0.92,比值的标准差为0.23,比值的相关性系数为0.78,比值的可靠性系数为0.877,该方法因回归数据有限,精度不高;对于基于一般桁架模型的梁抗剪承载力计算方法,法国UHPC指南AFGC抗剪承载力计算值与试验值的平均比值为0.90,比值的标准差为0.18,比值的相关性系数为0.80,比值的可靠性系数为0.891,计算精度较日本UHPC标准JSCE和瑞士标准SIA较高;在AFGC指南基础上,考虑了纵筋影响,抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.93,比值的标准差为0.23,比值的相关性系数为0.75,比值的可靠性系数为0.858,与AFGC计算结果相比离散性较大;采用基于桁架-拱模型的抗剪承载力计算方法的抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.76,比值的标准差为0.26,比值的相关性系数为0.62,比值的可靠性系数为0.768,因直接套用钢筋(普通)混凝土梁的抗剪承载力计算方法且不计UHPC的抗拉作用,计算结果过于保守,且可靠性最差;采用提出的抗剪承载力计算方法的计算值与试验值的平均比值为0.94,比值的标准差为0.21,比值的相关性系数为0.80,比值的可靠性系数为0.885,与现有计算方法相比,本文提出计算方法精度较高,离散性小。     

沥青路面PCI中车辙换算系数研究

通过对国内外车辙换算系数取值方法的研究,结合实体工程的实测数据与实际路况的对比,对现有车辙换算系数的优缺点进行了分析,提出了车辙换算系数的连续式计算公式。研究表明:根据现有车辙换算系数计算方法计算得到PCI指标值,与实际路况多数存在较大的偏差;而采用研究提出的车辙换算系数计算公式得到的PCI指标值,与实际路况有较好的一致性。     

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.     

车辙预估模型的开发与验证

本文利用粘弹性理论，在VESYS模型假定的基础上，结合实验室结构层永久变形定律，研究开发了两种车辙预估模型，建立了模型参数间的相关关系，依据野外实测值标定模型参数，从而克服了模型参数确定的局限性，并以广东惠州实验路为依托工程对预估结果进行了验证。     

半柔性沥青混合料高温抗车辙性能研究

车辙是市政道路交叉口路面主要病害之一,提高沥青混合料高温性能可有效减少车辙发生.半柔性路面作为一种新型路面形式,近年来逐渐受到重视.为研究SFP13半柔性沥青混合料的高温抗车辙性能,采用车辙试验、动态模量试验、单轴贯入试验和斜剪试验表征不同抗车辙型路面材料(AC20、Sup20、SMA13、SFP13)抵抗高温变形的能力.结果表明:双网络结构材料SFP13高温指标明显优于其它沥青混合料;嵌挤型级配SMA和Sup20具有较好的抗剪能力;AC20由于加入了抗车辙剂,其动稳定度值较大;沥青混合料高温抗车辙性能与级配有较大的相关性;SFP13半柔性沥青混合料可作为道路交叉口抗车辙路面的理想材料.     

基于路面芯样抗剪强度试验的沥青路面结构层抗车辙性能评价

为评价现役沥青路面结构抗车辙性能,本文选择五条不同通车年限的高速公路进行现场取芯,并对路面各结构层分别进行抗剪强度试验。结果表明,部分路段中、上面层改性沥青混合料抗剪强度值与规范推荐值比偏低,应重点关注结构层中、上面层混合料抗剪强度指标;各路段芯样的综合抗剪强度值与实测车辙深度相关性较好,可以采用综合抗剪强度指标评价结构层的实际抗车辙性能。     

沥青混合料抗剪性能的三轴剪切试验

借助三轴剪切试验研究了沥青混合料的抗剪性能,采用简单性能试验考察了剪切疲劳作用的影响以及抗剪强度参数与车辙之间的相关性.研究发现:级配类型、沥青用量、沥青性质及试验温度对混合料抗剪强度有显著影响,抗剪强度随着荷戢作用次数的增加呈幂函数递减,抗剪强度参数与抗车辙性能之间呈良好的对数关系.结果表明剪切疲劳产生的流动变形是车辙产生的主要原因.     

混凝土空心墩塑性铰区抗剪计算模型比较分析

准确评估空心墩塑性铰区的抗剪能力是高墩大跨桥梁抗震设计的重要内容. 目前国内外规范中并未明确给出空心墩的抗剪计算模型,规范中已有的实心墩抗剪公式能否直接应用、其它文献中实心墩或空心墩抗剪强度计算方法的适用性等均有待深入研究. 为此,基于25个发生剪切或弯剪破坏的空心墩试验数据,分析塑性铰区抗剪能力的影响因素,并将抗剪强度试验值与已有15个抗剪公式计算结果进行比较. 结果表明:混凝土空心墩抗剪能力随混凝土强度、配箍率和轴压比的增加而提高,一定范围内随位移延性系数和剪跨比的增加而降低,纵向配筋率的影响不显著;Aschheim、Caltrans、Sezen和Shin公式的计算值与试验结果误差不超过5%,其中Sezen模型计算效果最佳,可用于评估空心墩塑性铰区抗剪能力;NZS3101、JRA、JTG/TB 02-01—2008、Eurocode 8和ACI-318等规范公式计算结果略显保守,可作为空心墩抗剪设计的依据;其余公式过高估算了抗剪强度,不适于混凝土空心墩塑性铰区的抗剪设计.      

山临高速公路沥青路面车辙成因分析

通过对甘肃省河西地区山临高速公路沥青路面车辙现场调查,探索研究甘肃省高速公路沥青路面出现严重车辙的主要原因,并对影响高速公路车辙形成的面层结构问题、材料级配问题、面层间结合面处理问题、荷载交通量问题、材料问题、路面纵坡和当地平均气温等因素进行分析和研究。     

考虑碎石基层横观各向同性的沥青路面结构设计

为了分析碎石材料横观各向同性特性对沥青路面结构设计的影响,评价其使用特性,运用状态空间理论,基于横观各向同性层状弹性体系理论解,使用路面结构分析程序ANISOLAY-ER,对基于土基和碎石类材料横观各向同性特性的路面结构设计进行了分析,给出了5种典型沥青路面结构三层体系设计诺谟图,并对一碎石基层沥青路面结构厚度进行了程序化设计。结果表明:在考虑沥青路面关键性设计指标的情况下,对于碎石基层沥青路面结构,沥青层底部拉应变和路表弯沉都普遍比容许值小50%左右,其控制设计指标主要为路基顶部的压应变,车辙为其主要破坏模式。     

基于车辙等效的沥青路面轴载换算方法

以剪切应力强度比为指标建立了基于车辙等效的沥青路面轴栽换算方法。通过有限元路面力学和温度场模型对典型高等级沥青路面结构进行分析,得到不同环境和荷栽条件下的轴载换算指数,通过多元线性回归得到其预估公式,并通过实例计算结果与现行规范方法的进行了比较。研究表明：面层厚度、层位、混合料类型、温度和车速条件都对轴载换算指数有着显著的影响;沥青混合料剪切应力强度比与抗车辙性能之间的良好的相关性并不依赖于材料类型、温度、荷载和围压水平;基于不同控制指标的轴载换算结果相差较大,本文提出的基于车辙等效的换算方法可以作为现行规范方法的有益补充。另外,认为进行轴载换算时对于不同沥青层位应该分别计算。     

橡胶沥青对混合料高温稳定性的影响

通过室内标准车辙试验和全厚式车辙试验,采用单因素对比分析的方法,研究了橡胶沥青对沥青路面高温稳定性的影响。试验结果表明,橡胶沥青与基质沥青比较,对路面的高温抗车辙性能有更大的改善,而且不同橡胶粉掺量也会影响到橡胶沥青的性能。通过全厚式车辙试验,将路面结构与温度梯度等因素考虑进来,使得车辙试验更符合实际路面情况,其试验结果表明各结构层对路面的影响区别较大,双层同时掺入橡胶沥青也比只改善路面高温稳定性更为有效。     

NCHRP 1-37A法预测沥青路面性能的验证研究

路面结构性能预测模型是路面结构设计的经济技术分析的核心,预测模型的精度将直接影响设计和分析结果的可靠程度。美国2004年通过NCHRP 1-37A项目推出的力学-经验设计方法受到了国际道路界的广泛重视。以某高速公路柔性基层试验段为依托工程,对NCHRP 1-37A设计方法中性能预测模型在我国的适用性进行了验证研究。按照NCHRP 1-37模型的要求,确定了材料、交通和气候等各方面的输入参数。利用性能模型预测了试验段的车辙、疲劳开裂和低温开裂,通过和试验段通车两年的现场检测数据相比较,表明NCHRP 1-37A模型的短期预测结果精度较好。根据当地半刚性基层沥青路面的使用经验,长期车辙预测值可能偏小。     

超载作用下高速公路沥青路面设计参数敏感性分析

本文介绍了江苏省高速公路的超载现状,分析超载车辆的特征,建立了超载车辆与沥青路面接地方式的计算模式,并以弯沉和弯拉应力为控制指标进行沥青路面的设计参数敏感性分析。对沪宁高速公路和沿江高速公路两条典型的高速公路,在超载作用情况下作了敏感性分析．研究表明在超载重载条件下高等级沥青路面结构设计中以基层底部弯拉应力为设计指标控制较为合理。     

沥青混合料有效温度的计算和应用

笔者从沥青路面的疲劳开裂和车辙两大病害出发,分析了温度对沥青混合料和沥青路面设计的影响,并以沥青混合料疲劳和车辙试验为基础,以陕西省的气候温度状况为例,按照损伤等效原则计算出陕西省典型地区的沥青路面疲劳和车辙有效温度,为沥青路面设计提供参考.     

高模量改性沥青性能及技术指标研究

通过现有路面出现的病害进行分析,发现车辙占总比例的80%以上,提出运用高模量改性沥青来提高路面的抗车辙能力,使用其试验结果——车辙因子、复数模量、运动黏度与SBS改性沥青进行对比,结果表明,高模量沥青的抗车辙性能远高于3.5%SBS改性沥青,最后提出了高模量改性沥青的技术指标,以引导高模量改性沥青进一步研究应用。     

超薄沥青路面早期损害裂缝和车辙的特点分析

根据非洲刚果（布）国家一号公路实地实验数据,采用M EPDG软件进行建模,在实际荷载水平及路面材料性质下,分析超薄沥青路面早期病害的原因,变化各层材料弹性模量和厚度,对车辙深度和疲劳裂缝等指标对结构强度和早期损害的影响,取95％保证率下符合可靠性要求的结果。进一步分析路面结构对高交通增长率的抵抗能力强弱,提出针对降低超薄沥青路面早期损害的措施。     

高模量沥青混凝土对路面结构的力学影响分析

为探讨沥青路面车辙问题,建立沥青路面三维有限元模型,通过分析高模量沥青混凝土设置在不同结构层位的力学响应,确定出高模量沥青混凝土的设置层位,并进一步分析高模量沥青混凝土中面层模量大小及其厚度对路面结构受力的影响。结果表明:高模量沥青混凝土可显著抑制车辙的产生,并推荐模量控制在2000MPa~2500MPa,厚度控制在5cm~7cm为宜。