基于疲劳等效的柔性基层沥青路面轴载换算研究

沥青层的疲劳开裂是柔性基层沥青路面的主要破坏形式,提出沥青层的疲劳设计指标,根据疲劳等效轴载换算原则,推导出基于疲劳等效的轴载换算公式.通过室内四点弯曲疲劳试验及路面力学计算结果,确定公式中的换算指数.     

基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算方法

针对钢桥面铺装设计必须控制的疲劳和车辙主要破坏形式,提出了钢桥面铺装结构设计的疲劳指标与车辙指标,遵循疲劳和车辙等效轴载换算原则,应用疲劳等效原理,推导出基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算公式。根据室内疲劳试验及力学分析结果,确定了该公式中的换算指数和其他轴型与轮组轴载换算为单轴双轮组的轴载换算系数。结果表明,对于钢桥面浇注式沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为4．35,对于钢桥面改性沥青SMA铺装体系的轴载换算指数为5．30,对于钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为6．25,在钢桥面铺装设计与验算中,经换算其结果较为精确、可行。     

基于Johnson-Cook黏塑性模型的沥青路面车辙计算

采用Johnson-Cook模型描述沥青混合料黏塑性本构关系,通过不同温度和不同应变率下单轴压缩试验确定沥青和改性沥青混合料的Johnson-Cook黏塑性模型参数,利用ANSYS瞬态动力学分析理论,分析了在设计年限内当量轴次和超载等不同条件下对沥青路面车辙变形的影响。结果表明:使用天然岩沥青改性沥青面层比基质沥青面层的抗车辙性能均提高20%,符合沥青路面车辙变形实际情况;基于Johnson-Cook黏塑性模型的车辙计算方法,为沥青路面车辙研究提供了一种新的思路和技术途径。     

沥青混合料高温稳定性影响因素的试验研究

抗车辙性能是反映沥青混合料高温稳定性的重要指标,通过试验对不同荷载、温度、行车速度、轴载作用次数下中粒式沥青混合料抗车辙性能进行了研究,得出了沥青混合料随各种影响因素的变化规律。     

半刚性基层沥青路面高温修正系数研究

基于弹性层状理论,运用apbi计算程序,考虑高温对沥青混合料模量的影响,采用路表弯沉值为指标,基于大量计算数据分析温度对半刚性基层沥青路面轴载换算的影响,并结合江苏地区的具体情况,给出了高温修正系数β的建议值,约为1.73。     

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.     

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．     

沥青路面高温车辙仿真分析研究

基于粘弹塑性理论粘弹塑性本构关系,运用ANSYS软件建立了津滨高速改扩建新建沥青路面车辙分析的有限元模型,对比分析了优化路面设计方案（GTM法）与原设计方案（Marshall法）路面车辙的发展规律。结果表明：GTM法优化设计方案具有较好的抗车辙效果,显著延缓了车辙病害的发生;永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占4％,沥青路面车辙主要产生在结构表面以下20cm深度范围以内,主要集中在4～10m范围,这部分的永久车辙变形约占总变形的60%。另外,进行了一系列重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴栽换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.62,对今后的基于车辙为控制指标沥青路面设计具有重要的指导意义。     

沥青混合料高温抗剪强度指标与动稳定度相关性研究

通过重交通沥青混合料和改性沥青混合料的高温车辙试验和大型三轴剪切试验,研究了沥青混合料的抗剪强度指标c、φ与动稳定度DS的关系,得出沥青混合料的抗剪强度指标c、φ与动稳定度DS之间的相关系数均大于0.90.结果表明,动稳定度指标可用作推算沥青混合料的抗剪强度指标c、φ,以验证沥青混合料和沥青路面高温抗剪切能力.     

沥青混合料高温抗剪强度指标与动稳定度关系的研究

通过重交通沥青混合料和改性沥青混合料的高温车辙试验和大型三轴剪切试验,研究了沥青混合料的抗剪强度指标c、φ与动稳定度DS的关系,得出沥青混合料的抗剪强度指标c、φ与动稳定度DS之间的相关系数均大于0.90。结果表明,动稳定度指标可用作推算沥青混合料的抗剪强度指标c、φ,以验证沥青混合料和沥青路面高温抗剪切能力。     

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.     

抗剪强度在嵌挤型混合料设计中的应用

为了减轻沥青路面在长期使用中的车辙病害,提出抗剪强度的沥青混合料设计方法。采用嵌挤理论确定沥青混合料的矿料级配,再以抗剪强度作为设计参数确定出具有较好抗剪强度的沥青用量。设计的沥青混合料对于车辙的发生有很好的针对性,可以控制车辙病害。     

温拌沥青混合料应用研究

通过室内车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验,表明温拌沥青混合料各项主要指标满足现行规范的要求,通过与普通沥青混合料的对比分析,表明温拌沥青混合料的部分指标要优于普通沥青混合料.结合国内现有规范,提出了温拌剂的添加方式,推荐了施工温度的参考范围,提出了施工过程的控制措施和碾压工艺,为今后温拌沥青混合料的施工提供了一定的参考.通过成本分析表明,温拌沥青混合料增加了施工成本,但是能够取得良好的环境效益.     

高模量沥青混合料在宁高高速公路改造工程中的应用

针对高速公路路面车辙病害问题,文章依托宁高高速公路改造工程,采用低标号沥青颗粒与70#道路沥青复配而成高模量沥青胶结料,采用法国EME设计方法对混合料进行配合比设计,在配合比设计的基础上通过试验路铺筑,对施工工艺进行了总结研究.研究表明,高模量沥青混合料的高温性能满足设计要求,现场施工效果良好,能够有效地减少路面车辙病害的发生.     

基于乳化平台的温拌混合料最佳拌和与压实温度的确定方法研究

根据温拌沥青混合料取得最佳压实效果的粘度和压实温度与剪切速率的关系,推荐使用50s-1的温拌改性沥青混合料测粘剪切速率,可以得出根据温拌沥青粘温曲线确定拌和与压实温度的方法。根据此方法确定的温拌沥青混合料压实温度与压实效果最佳时的压实温度相近。通过室内试验和试验路检测结果,进一步验证了采用上述方法确定的拌和和压实温度是合理的。     

橡胶沥青SAMI加铺阻裂层的性能研究

在半刚性基层与沥青面层间铺设橡胶沥青SAMI应力吸收层可以起到粘结和防水作用,其撒布的碎石与热拌沥青混合料形成相互嵌挤,能提高层间粘结能力和抗剪强度。又因橡胶沥青吸收层弹性恢复好、粘度大、具有优良的抗疲劳性能,所以能起到应力过渡和裂缝缓冲作用．可吸收或缓冲裂缝尖端的应力集中,对于抑制反射裂缝的产生和扩散具有一定的效果。     

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。     

布敦岩沥青改性沥青高温动态流变性能研究

采用动态剪切流变仪对布敦岩沥青(BRA)改性沥青高温动态流变性能进行试验研究。结果表明,BRA改性沥青的温度敏感性随岩沥青掺量的增加而降低;岩沥青掺量达到20%时,BRA改性沥青的PG分级要高于基质沥青一个温度等级;掺量达到40%时,BRA改性沥青的车辙因子接近于SBS改性沥青;车辙试验结果与车辙因子关系表明岩沥青掺量的增多提高了沥青混合料的动稳定度,车辙因子适用于评价BRA改性沥青的高温性能。     

沥青路面最大剪应力分析

采用ABAQUS软件对典型半刚性基层沥青路面及桥面铺装层中最大剪应力影响因素及变化规律进行了计算与分析。分析表明：半刚性基层沥青路面与水泥混凝土桥面铺装层最大剪应力分布与变化规律基本一致,在相同荷载条件作用下,最大剪应力水平亦接近;最大剪应力与车辆垂直荷载和水平荷载作用呈正比关系,最大剪应力受其影响显著;最大剪应力随着面层或铺装层厚度、模量的增加而相应地变小,随着半刚性基层厚度与模量的增加而变大。以上抗剪影响因素及变化规律的研究为解决车辙问题提供了一定的理论基础。