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.     

跨基土重复三轴试验研究结果及其本构模型

严格分析了路基土在三轴试验条件下回弹模量的应力依赖性模型理论，对现行模型所存在的问题进行了更正，提出了路基土乃至整个土工材料回弹模量的应力依赖性模型理论。通过重复三轴试验及模型理论建立了路基土回弹模量的应力依赖性模型，该模型可供柔性路面结构非线性分析使用。     

半刚性基层沥青路面-路基协调设计

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立两种典型半刚性基层沥青路面结构的三维有限元模型,针对3种路基高度和4种路基回弹模量,计算半波正弦荷载作用下路面结构的动态响应,结合半刚性路面各结构层疲劳寿命预估方程,分析路面结构疲劳寿命随路基回弹模量变化的规律和相互协调问题。结合交通等级标准,确定满足不同交通等级的临界路基模量。分析表明:路基模量对沥青层疲劳寿命影响较小,对半刚性基层和永久变形预估寿命影响较大;路基高度对半刚性基层路面各结构层疲劳寿命的影响均较小,尤其是对沥青层疲劳寿命影响更小;具有柔性底基层的半刚性路面结构的临界路基模量比具有半刚性底基层的路面结构大。     

复合式碾压混凝土路面荷载应力分析

采用ANSYS三维有限元分析技术,建立弹性地基上双层板三维路面结构模型,对复合式碾压混凝土路面结构进行了多种因素影响下的路面荷载应力分析,包括基层和面层的层间接触状况分析,临界荷位分析,碾压混凝土面层的模量和厚度、水泥稳定碎石基层的模量和厚度、以及路基的模量等因素对板底弯拉应力的影响分析,以试验路的荷载应力、温度应力理论计算以及回弹弯沉实测结果,作为路面典型结构的路用性能参考。     

复合式碾压混凝土路面荷载应力分析

采用ANSYS三维有限元分析技术,建立弹性地基上双层板三维路面结构模型,对复合式碾压混凝土路面结构进行了多种因素影响下的路面荷载应力分析,包括基层和面层的层间接触状况分析,临界荷位分析,碾压混凝土面层的模量和厚度、水泥稳定碎石基层的模量和厚度、以及路基的模量等因素对板底弯拉应力的影响分析,以试验路的荷载应力、温度应力理论计算以及回弹弯沉实测结果,作为路面典型结构的路用性能参考。     

基于可靠度的路基均匀性评价标准

提出了基于可靠度的路基均匀性评价方法,建立了路基路面结构的二维有限元模型,采用蒙特卡罗法对典型沥青路面结构在不同路基回弹模量与不同变异系数条件下的结构可靠度进行分析计算,研究了路基回弹模量变异系数对路面结构可靠度的影响,确定了评价路基均匀性的可靠度划分依据。计算结果表明:高速、一级公路可靠度临界值为95%和90%时,路基回弹模量变异系数为0.05和0.10;二级公路可靠度临界值为90%和85%时,路基回弹模量变异系数为0.05和0.15;三、四级公路可靠度临界值为85%和80%时,路基回弹模量变异系数为0.15和0.25。以计算可靠度临界值作为相应公路路基均匀性评价标准,将各级公路路基均匀性等级分为优、中、差3个级别。     

路基回弹模量对沥青路面设计参数的影响

路基回弹模量是影响路面整体结构强度的重要因素,采用BISAR3.0路面应力计算程序,分析了路表弯沉、基层底面拉应力、面层剪应力等沥青路面设计参数伴随路基回弹模量变化的趋势。分析结果表明:随着路基回弹模量的增加,路面结构层的力学性能得到明显的改善,路面的理论疲劳寿命也大为提高。     

路基回弹模量变化规律及对沥青路面结构的影响研究

分析了土质条件、路基压实度和含水量的变化对路基回弹模量的影响机理及影响规律,以及路基回弹模量的季节性变化规律,针对路基回弹模量随季节变化而变化的特性,研究了路基回弹模量变化对路面结构的影响。     

路基动态回弹模量本构模型研究的新进展

从路基动态回弹模量的定义和概念出发,介绍了动态回弹模量的测试过程,总结了路基动态回弹模量本构模型的发展历程以及最新进展,对路基动态回弹模量本构模型发展历程中各种模型的的优劣以及适用性进行了详细的分析和说明,对目前道路工程中应用最为普遍的NCHRP 1-28A本构模型进行了深入的探讨,通过LTPP的试验数据分析了该模型的适用性。对动态回弹模量本构模型在国内的研究情况进行了简要评述,指出国内动态回弹模量研究过程中亟需解决的几个问题,为更深入研究动态回弹模量本构模型及其工程应用提供参考。     

路基干湿状态对沥青路面力学响应的影响

采用BISAR3软件从路面力学的角度研究了不同干湿状态下的路基对沥青路面的力学响应,采用路基回弹模量和层间连接状态两个参数来分析路表弯沉、各层面的正应力和剪应力的变化情况。结果表明:路基干湿状态对沥青路面结构的力学变化有很大影响,尤其是路面弯沉和基层层底拉应力,剪应力也有一定影响。     

路基土动态模量试验研究

采用UTM-100动态伺服液压材料试验系统,对路基土进行室内三轴重复加载试验,测试路基土动态回弹模量,分析了含水量、侧向应力、偏应力对回弹模量的影响关系,为制定路基土动态回弹模量的测试方法和取值标准提供了参考.     

压实黄土动态回弹模量的试验研究

通过室内重复加载三轴试验,研究了影响压实黄土动态回弹模量的主要因素及其规律.研究结果表明:回弹模量随围压和压实度的提高而增大,随偏应力和含水量的增大而减小,且在含水量和压实度一定时,回弹模量存在着一定的应力依赖关系.在此分析基础上,采用3参数复合模型,以体应力和剪应力为变量,回归得出压实黄土在不同含水率和压实度下的回弹模量预估模型,并将模型参数与土样物性参数之间建立了线性回归模型,拓宽本研究成果的应用范围.     

路面铺设对挖方路基回弹模量的影响

针对路面铺设对挖方路段路基回弹模量的影响,基于试验路段实测温度及含水率数据,建立了土体温度与含水率的数学关系,修正了路基温度场模型参数,进而预测出铺设路面后路基的温度变化规律及其不同深度范围土体含水率变化规律.基于室内试验所得的土体含水率与回弹模量的关系,结合温度场计算结果,得出铺设路面后路基回弹模量的变化规律,并相应地提出了路基回弹模量的修正系数.     

基于动态回弹模量的湖区黏土路基临界高度与湿度关系研究

公路路基的设计高度对路基的修建难度、整体使用性能、工程造价都有非常重要的影响。在利用路基动态回弹模量进行有限元计算分析的基础上,以路基在交通荷载作用下不至于变形过大为主要目的,根据动变形控制法,针对湖南省洞庭湖区某高速公路黏土路基高度与湿度的相互关系进行了研究。首先,通过系统的室内动三轴试验,建立了适应压实黏土的动态回弹模量预估模型,通过数据拟合获取了模型参数与含水率、压实度之间的定量关系;同时,根据设计交通等级确定了路基的容许动变形值;最后,建立了路基有限元分析模型,推导了动态回弹模量预估模型的雅克比矩阵,将动态回弹模量有效移植入了路基的本构关系中,进而获取了不同湿度下黏土路基的临界高度,并探讨了轴重、压实度的影响。结果表明:当路基湿度高于wopt+2%时,路基临界高度迅速增大,而且轴重对临界高度的影响也更加显著。为满足路基长期动变形要求,该高速公路黏土路基的高度建议值宜采用wopt+2%且超载40%条件下的路基临界高度。研究结果为湖区黏土路基高度和湿度的合理取值提供了新的思路和方法。     

行车荷载作用下路面结构动态响应敏感性分析

为了在行车荷载作用下对路面结构进行承载能力检测,利用ANSYS软件建立了路面结构的三维有限元动态模型,并分析了路面结构层参数变化对路面动态响应的影响。通过大量有限元计算结果表明:对于路表动应变来说,基层模量和底基层模量以及土基模量影响比较小,甚至可以忽略;面层厚度、基层厚度和底基层厚度影响比较显著,其中影响最大的就是面层模量,当面层模量由2500MPa增加到4500MPa时,测试区的动应变峰值由16.875με减小到10.863με,降幅为35.63%。     

辽宁省典型公路土回弹模量试验研究

选取辽宁省典型公路的土样开展室内回弹模量重复加载三轴试验,研究偏应力、体应力、含水率等因素对动态回弹模量的影响。结果表明,随着偏应力的降低和体应力的增加以及含水率的降低,路基土的回弹模量会有显著的增加。根据所得数据采用三参数复合模型进行回归分析。     

压实度对路基回弹模量的影响分析

路基回弹模量是反映路基承载能力的主要力学参数,它的确定直接影响到路面的设计厚度,因此有关路基回弹模量的研究具有十分重要的意义。选定三种不同类型的路基填料,分析在不同压实度条件下路基回弹模量的变化规律,并结合PFWD（便携式落锤弯沉仪）检测方法,将设计参数回弹模量与施工控制指标压实度联系起来,得出三种路基填料的回弹模量与压实度的转换关系,可为路面设计与施工提供合理的依据。     

美国路基土回弹模量确定方法研究现状

路基土回弹模量是表征土基强度的力学参数,是路面结构设计的主要参数,对路表弯沉和路面设计层厚度的确定有很大的影响。回顾了美国地区路基土动态回弹模量室内试验方法、预估本构模型及室外试验方法的最新研究进展,并对其做了评述,指出了研究发展方向。     

压实度对路基回弹摸量的影响分析

路基回弹模量是反映路基承载能力的主要力学参数.它的确定直接影响到路面的设计厚度,因此有关路基回弹模量的研究具有十分重要的意义.选定三种不同类型的路基填料,分析在不同压实度条件下路基回弹模量的变化规律,并结合PFWD(～携式落锤弯沉仪)检测方法,将设计参数回弹模量与施工控制指标压实度联系起来,得出三种路基填料的回弹模量与压实度的转换关系,可为路面设计与施工提供合理的依据.     

路基设计参数对路面设计的影响分析

路面进行组合设计时，应对各个影响因素进行综合考虑，主要考虑因素为沥青路面的混凝土性能和路基的设计参数。土基回弹模量能够反映土基性能，但该指标的测定影响因素较多，如：土类型、土基的压实度和土基的含水量等。针对该现象通过对土基回弹模量进行分析得到路面各项指标的性能。主要研究内容为：土基强度影响因素、土基模量对弯沉值的影响、土基模量对层厚、层底弯拉应力的影响。通过以上研究内容可对土基模量的值进行优化，为路面设计提供理论分析。