级配碎石层结构应力影响因素分析

基于弹性层状体系理论,研究了级配碎石三向应力水平随半刚性基层厚度、级配碎石层厚度、沥青层厚度、路面基础模量、半刚性基层模量、级配碎石模量和沥青模量等参数的变化规律,继而推荐了各影响参数的合理取值,为级配碎石结构应力分析、模量取值和旧路加铺改建设计等提供依据。     

移动恒载下设置隔裂夹层的复合式路面动力响应分析

级配碎石防反技术具有较好地防止"白改黑"路面反射裂缝的作用。将微黏结级配碎石引用到"白改黑"加铺结构中,通过建立ABAQUS三维有限元加铺结构模型,并采用黏弹性人工边界,分析了移动恒载作用下设置隔裂夹层的复合式路面动力响应。分析表明:设置微黏结级配碎石夹层可以显著减弱沥青加铺面层的动力响应;根据接缝处面层层底最大主应力与最大剪应力变化规律,建议设置夹层的沥青加铺厚度宜为15 cm;将夹层置于具有一定刚度的下卧层之上,更能发挥其隔裂效果;夹层模量在一定程度上影响着沥青加铺面层的动力响应特性,并且存在着一个最佳模量范围,约在584 MPa左右,使得面层的剪应力达到最小;夹层厚度对沥青加铺面层层底剪应力影响不大,建议夹层厚度设计在15 cm左右。     

倒装式级配碎石层厚度对沥青路面设计指标的影响研究

大量的研究表明,柔性基层具有水稳定性好、承载力优良、施工方便等诸多优点。依托实体工程,分别采用ABAQUS和BISAR对5种厚度的级配碎石半刚性基层过渡层的路面结构进行分析计算,分析沥青层底拉应力设计弯沉两个设计指标与级配碎石和模量的关系。研究表明：随着级配碎石厚度的增加,沥青面层拉应力与设计弯沉均呈上升趋势。增加级配碎石模量有助于改善受力状况。作为半刚性基层过渡层,级配碎石层厚度应控制在15 cm内,其模量应大于400 MPa。     

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。     

柔性路面级配碎石基层弹性模量取值研究

级配碎石材料具有显著的非线性特点,因此级配碎石弹性模量取值需考虑路面结构参数的影响.本文采用正交方法对影响柔性路面级配碎石基层应力状态的路面结构参数进行了分析,认为沥青面层厚度和土基模量是影响级配碎石基层弹性模量的主要因素.通过多元非线性回归分析,建立路面参数与级配碎石弹性模量的关系,提出了级配碎石基层弹性模量计算公式,较目前的经验取值方法更合理.     

级配碎石基层沥青路面力学响应的灰关联分析

文章采用美国KENPAVE软件对比分析了2种典型级配碎石基层路面结构在不同厚度条件下的路表弯沉、沥青层底拉应变、土基顶面压应变等力学指标,并采用灰关联法分析了各力学指标对结构影响的显著程度。研究表明:倒装路面结构形式优于柔性基层路面结构形式,且碎石夹层厚度为15cm左右时,结构形式最优。     

柔性路面级配碎石基层弹性模量取值研究

级配碎石材料具有显著的非线性特点,因此级配碎石弹性模量取值需考虑路面结构参数的影响.本文采用正交方法对影响柔性路面级配碎石基层应力状态的路面结构参数进行了分析,认为沥青面层厚度和土基模量是影响级配碎石基层弹性模量的主要因素.通过多元非线性回归分析,建立路面参数与级配碎石弹性模量的关系,提出了级配碎石基层弹性模量计算公式,较目前的经验取值方法更合理.     

砂岩碎石垫层对路面结构性能影响分析

为分析砂岩碎石对路面结构的影响,本文针对路面结构的非线性特点,采用SHELL设计法的Bisar程序进行路面结构应力分析,以砂岩碎石的不同模量和厚度作为研究切入点,通过设置递增的模量和厚度,对不同的路面结构进行力学相应分析。结果表明:对于沥青层内部,碎石层模量宜在300~400 MPa,碎石厚度产生的影响不大;对半刚性基层而言,碎石层模量应小于250 MPa,碎石厚度对其影响较大;对碎石层而言,模量值不能过小,但也不能超过350 MPa,碎石层应保证一定厚度。     

沥青稳定碎石排水层施工技术研究

在沥青混凝土路面结构中设置稳定碎石排水层,对提高路面性能具有明显的效果。针对我国应用沥青稳定碎石排水层改善路面结构排水情况起步比较晚的情况,对比分析了国外沥青稳定碎石排水层施工技术,并结合我国公路路面工程的实际级配范围,探讨了如何高效保质地完成沥青稳定碎石排水层施工。     

半填半挖路基对路面结构响应的影响研究

针对半填半挖式路基对柔性路面和半刚性路面结构的影响,文章建立了平面应变有限元响应模型,研究了不同差异沉降下路面结构的附加应力分布情况,建议使用柔性基层或设置级配碎石底基层以减小基层层底的附加应力;对于半刚性基层沥青路面,建议减小基层的厚度和模量。     

级配碎石厚度对倒装式沥青路面结构受力及寿命的影响研究

文章以宿迁市326省道大修工程为依托,针对不同的级配碎石基层厚度,采用BISAR软件对沥青路面进行了力学计算,分析了路表弯沉、沥青面层底拉应力、半刚性基层底拉应力和沥青面层内竖向应力最大值产生的位置,以及随级配碎石层厚度的变化趋势,并对倒装式沥青路面寿命进行了研究。结果表明:随着级配碎石基层厚度的增加,路表弯沉呈线性减少趋势,半刚性基层底拉应力、不同层位的竖向应力和沥青路面的疲劳寿命逐渐减少,趋势逐渐变缓,沥青面层底拉应力逐渐增加,趋势逐渐变缓;级配碎石基层的设置及其厚度的增加对基层未开裂的沥青路面设计是不利的,但可减少基层开裂对沥青面层的影响。     

旧水泥混凝土路面加铺层反射裂缝力学分析

采用断裂力学有限元的方法对旧水泥路面加铺密级配沥青碎石基层的路面结构进行分析,分析结果表明,增加沥青层厚度、提高沥青碎石基层的回弹模量均能有效地防止沥青路面反射裂缝的产生,建议在实际工程中可采用这两种方法,以减少路面反射裂缝的产生。     

水泥稳定砂砾基层裂缝防治方案在垦区公路建设中的应用研究

研究将水泥稳定砂砾碎石材料应用于垦区公路基层建设中,分别以不同水泥剂量、养生条件、处治方法及倒装结构铺筑了8个试验段,对砂砾基层强度和裂缝开展情况进行分析。研究表明:水稳砂砾基层的水泥适宜剂量不宜超过4. 5%,水稳砂砾层的养生有利于强度形成和减少初期开裂,建议有条件的地区采用塑料薄膜的覆盖养生方式。采用沥青面层和水稳砂砾层之间设置级配砾石的倒装结构、在水稳砂砾基层顶面铺设土工材料可有效抵抗反射裂缝,提高路面的使用寿命。     

级配碎石夹层沥青路面结构的路面断裂分析

基于断裂力学,采用有限元程序,对两种级配碎石夹层沥青路面结构和常规半刚性基层沥青路面结构的断裂进行了对比分析。结果表明,设置（厚度和层位）适宜的级配碎石层可以起到延缓路面开裂的良好效果。同时在研究分析的基础上确定了适宜的底基层模量和厚度。     

排水式沥青路面原材料的选择及技术要求

排水式沥青路面表面层采用大空隙开级配沥青混合料,中、下沥青面层采用密实级配沥青混凝土,并在排水式沥青面层与中面层之间设置防水粘层,同时在路肩上设置纵向测沟和横向排水管．使渗入到排水功能层的水能横向排出到路面结构以外．排水式沥青路面结构见图1。     

级配碎石基层沥青路面非线性力学响应分析

为了明确级配碎石柔性基层沥青路面结构层位功能,就沥青面层厚度、级配碎石基层厚度和模量三个路面结构参数对级配碎石柔性基层沥青路面非线性力学响应进行分析,结果表明：随着面层厚度增大,基层最大剪应力降低,且面层厚度为9cm时面层剪应力最不利,面层厚度为12cm时面层层底拉应力最不利;基层厚度对基层剪应力影响不显著,且当基层厚度为30cm时,面层剪应力、层底拉应力均出现最小值;随着基层模量的增大,面层最大剪应力、层底拉应力和基层最大剪应力均有不同程度降低.     

高速公路改扩建工程路面加铺结构层力学响应分析

依托昌九高速公路改扩建工程,针对高速公路改扩建工程中路面加铺结构层后力学响应特征进行了分析,结果表明:加铺结构层搭接宽度为60 cm时,加铺结构层后路面结构内部受力状态较优;水稳碎石层厚度变化对加铺结构层力学指标影响比沥青稳定碎石层厚度变化影响更大;水稳碎石层模量变化对加铺水稳碎石层层底拉应力、原路面层底拉应力和拉应变的影响相对较大,而沥青稳定碎石层模量变化对其它指标的影响相对较大;随着轴载的增大,各力学指标呈线性增长趋势。     

含碎石化层的沥青加铺路面结构分析

利用ABAQUS有限元软件建立了含碎石化层的沥青加铺路面结构模型,研究土基、旧路基层与碎石化层模量以及碎石化层和加铺层厚度对含碎石化层沥青加铺层路面结构的力学响应的影响,确定碎石化模量的控制范围.结果表明,荷载作用中心点及附近一定区域,沥青加铺层层底受拉;沥青加铺层层底拉应力对土基模量、旧路基层模量、碎石化层厚度不敏感,但当碎石化层模量较小(接近300MPa)或加铺层厚(大于20cm)时层底拉应力均较大,在重载作用下更大.因此碎石化道路必须验算沥青层层底拉应力指标.为使沥青层层底拉应力峰值不至于过大甚至超过容许拉应力,使得受拉区域控制在一定范围以内,同时为降低加铺层竖向剪应力及土基顶面压应变,并达到防治反射裂缝的效果,碎石化层的模量宜控制在500～1000MPa.     

微沥青碎石混合料沥青用量设计及实验研究

我国高速公路建设中常采用半刚性基层路面,但是半刚性基层路面在使用过程中容易出现反射裂缝,路用性能降低,如何防止反射裂缝的出现已经成为研究的热点。针对国内外研究进展,设计了一种微沥青碎石混合料过渡层,以有效防止反射裂缝的产生。对微沥青碎石配合比设计方法进行研究,分析了混合料的级配情况。计算了微沥青碎石混合料过渡层最大沥青用量、最小沥青用量、最佳沥青用量,并通过车辙试验测量了混合料的抗变形性能。     

西外环高速路面结构及施工工艺优化方案

在原设计路面结构和施工工艺的基础上,结合其他地方路面结构设计形式及施工经验,对西外环高速路面结构及施工工艺进行相应的优化。对水泥稳定碎石基层的级配范围进行了优化,同时提出了采用双层连续摊铺、分层碾压一次成型的施工工艺。调整热沥青碎石封层的位置加强沥青层和基层之间的联接。沥青混合料的设计引入多级嵌挤级配设计理念,采用SGC旋转压实进行混合料设计和过程控制,同时要对沥青拌合站、现场摊铺、碾压的机械设备参数进行相应的优化调整。鉴于SMA混合料的优越性,表面层建议采用SMA作为抗滑磨耗层。