基于灰熵理论的农村公路水泥混凝土路面结构影响因素分析

对不同交通量、土基模量及基层材料强度、厚度组合下的水泥混凝土路面结构进行计算,并采用灰熵理论对各影响因素对水泥混凝土路面板厚度的影响程度进行分析,通过计算分析可知,上述因素对水泥混凝土路面设计影响程度由大到小依次为：土基强度、交通量、基层材料强度、基层厚度.     

土基模量对水泥混凝土路面轮载疲劳开裂损伤的影响

基于有限元软件KENSLABS,构建了水泥混凝土路面轮载损伤计算模型,引入地基季节调整系数与零养护疲劳准则,分析了土基模量整体削弱对路面疲劳开裂指数的影响,探讨了当量轴载系数与多轴通过一次的计算次数对土基模量的依赖性,研究了不同土基模量下板厚、水泥混凝土抗弯拉强度、单轴轴重、单轴每日重复作用次数等核心路面设计参数与路面开裂指数的关系。研究结果表明:水泥混凝土路面疲劳开裂指数随着地基季节调整系数的减小而增大,增大速度随地基季节调整系数的减小而加快,当地基季节调整系数从1.0减小为0.8和从0.4减小为0.2时,在单轴、双轴和三轴荷载作用下,路面开裂指数分别增大了2.8、2.9、1.5倍和49.8、269.0、1 351.4倍;当量轴载系数与多轴通过一次的重复计算次数受到板厚与土基模量的影响,在土基模量为60 MPa,板厚为15cm或35cm时,单轴荷载比双轴荷载更易产生损伤,双轴荷载比三轴荷载更易产生损伤,在土基模量为20MPa,板厚为15cm时也是如此,但在土基模量为20MPa,板厚为35cm时,结论则与前相反;水泥混凝土路面疲劳开裂指数随着面板厚度、水泥混凝土抗弯拉强度、单轴轴重、单轴每日重复作用次数而改变的幅度与土基模量直接相关,当土基模量为20、60 MPa时,面板厚度从21cm增加到25cm,疲劳开裂指数分别减小1.18×10、1.18×10~(-2),当混凝土抗弯拉强度从4.0 MPa增大到4.4 MPa,疲劳开裂指数分别减小1.28、2.20×10~(-3),当单轴轴重从80kN增大到160kN时,疲劳开裂指数分别增大5.48、7.36×10~(-3),当单轴荷载每日重复作用次数从50增加到90时,疲劳开裂指数分别增大2.05×10-1、5.07×10~(-4);增设厚度为15cm的水泥稳定基层后,设定工况下的路面疲劳开裂设计寿命增加3.42年;在提高土基模量的同时,宜优先考虑适当增加板厚,严禁超载,设置水泥稳定基层等措施,可以控制水泥混凝土路面受轮载作用的疲劳开裂破坏。     

模量变化对水泥混凝土路面影响分析

为了研究水泥混凝土路面模量变化对水泥路面设计影响分析,在考虑水泥路面各个结构层模量变化前提下,分析土基回弹模量变化对水泥路面路表弯沉影响、土基回弹模量变化对土基顶面弯沉影响。提高土基模量减小土基顶面弯沉和路表弯沉,对土基上一层结构层进行适当稳定处理。     

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。     

玄武岩纤维混凝土路面板结构参数敏感性分析

玄武岩纤维混凝土路面板在其受力上受各种参数的影响,运用有限元计算法研究其路面板结构参数敏感性分析,得出:提高土基强度或者提高底基层下路面结构的强度对降低水泥混凝土的应力和竖向变形是十分有利的;降低水泥混凝土面层模量的同时保持水泥混凝土的强度,对水泥路面板的受力是十分有利的。     

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%。     

加铺沥青层的旧混凝土路面结构参数调查与评定

以旧混凝土路面上加铺沥青层这个工程实例为依托,对旧混凝土路面接缝传荷能力,脱空板现象,旧水泥混凝土板的厚度,旧水泥混凝土板的强度,弯沉及弯沉差进行了调查评定,进而得出旧水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量测试方法。     

BFRC-RCC复合路面的有限元分析

建立了玄武岩纤维混凝土（BFRC）-碾压混凝土（RCC）复合路面结构有限元计算模型,分析了上、下层BFRC和RCC板的厚度、弹性模量,以及基层顶面当量回弹模量对BFRC-RCC复合路面荷载应力和温度应力的影响规律,并提出减小板底应力的建议。     

农村公路水泥混凝土路面板底脱空状况的分析与评定

通过对多条农村公路水泥混凝土路面破坏情况的调查,分析了引起农村公路水泥混凝土路面板底脱空的原因及农村公路水泥混凝土路面板底脱空的特点.采用理论回归的方法,反算板中及板边处基层顶面反应模量,通过对比来判定水泥混凝土路面板底脱空情况,该法得到了现场验证.     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计影响因素研究

目前国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善,至今仍未有公认的合理可行的设计方法。在前人研究的基础上,用三维有限元方法计算荷载作用下含土工合成材料夹层的沥青加铺层力学响应情况,分析加铺层底应力及弯沉随加铺层厚度、加铺层厚度模量、旧水泥混凝土层模量、夹层模量、路基模量等因素的变化规律以及影响程度,从而提出在加铺层设计中应给予重点考虑的设计因素,对考虑反射裂缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层设计方法进行了进一步探索和研究。     

水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力特性

基于多孔介质弹性理论,运用ABAQUS有限元分析软件对水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力进行了数值模拟,计算了不同外部荷载和路面结构条件下的基层孔隙水压力分布规律。分析结果表明:在饱水状态下,基层孔隙水压力随面层厚度、面层模量、基层厚度与基层渗透系数的增大而减小,随基层模量的增大而增大,但面层和基层模量对孔隙水压力的影响不显著;孔隙水压力随交通荷载的增大而呈线性增大,在荷载相同时,荷载分布越密集,对基层孔隙水压力分布的影响越显著,加载模式只影响孔隙水压力的消散过程;孔隙水压力随行车速度的增大而增大,消散过程加快。     

中小跨径梁桥沥青混凝土铺装层最小厚度研究

针对内蒙古地区的气候特征,建立适宜温度场导入的有限元实体模型,分析了沥青混凝土铺装层模量和厚度变化对铺装层受力的影响规律。结果表明：铺装上下层模量比分别取1400/1800、1600/1800、1600/1600时,铺装层的各项控制指标可取较小值,得出沥青混凝土铺装层合理最小厚度宜为9cm;通过分析不同防水粘结层厚度、不同防水粘结层模量下沥青混凝土桥面铺装层间工作状态,确定防水粘结层的厚度宜取5mm,模量取100~200MPa。     

水泥混凝土路面早期裂缝的形成机理

为了为混凝土路面设计和计算提供一种新的思路，从混凝土路面面层与基层之间的层间结合关系，定性分析了板底早期裂缝的形成机理，利用已有的模型计算混凝土收缩过程中由于基层的约束而产生的拉应力，并分析了这种拉应力对路面板早期开裂的影响．在此基础上，利用断裂力学的原理分析了早期裂缝对路面使用性能和疲劳寿命的影响．