土基模量对沥青混凝土路面的力学响应的影响

采用基于多层弹性层状体系理论的路面结构分析软件BISAR3.0,对我国典型的半刚性路面结构的路表和路基顶面弯沉、面层和基层层底拉应力及路基顶压应变进行计算分析。结果表明,土基模量对半刚性基层层底拉应力较面层层底拉应力影响较大,起主要控制作用;并且随着土基模量的增加,路面结构层的力学性都能得到明显改善。     

半刚性路面结构层模量梯度控制与论证

为了从理论上进一步验证结构层模量梯度控制的必要性,以对受力影响最为显著的基面层模量比为切入点,选取层间不完全连续接触,利用壳牌路面设计软件Bisar 3.0全面计算基面层模量比变化时半刚性路面的力学响应,将模量比的影响定量化.结果表明:基面层模量比从1增大到3.5时,沥青层最大拉应变与结构最大弯拉应力均呈先减后增趋势,同时面层剪应力随之增大;基面层刚度差异过大导致上基层层底拉应力骤增;规范推荐基面层模量比1.5～3较合理,可保证路面受力均衡.     

水泥砼路面的温度翘曲与翘曲复合应力

针对置于刚性地基上的砼梁，讨论了温度翘曲应力，温度翘曲与翘曲复合应力的关系，分析了温度翘曲对水泥砼路面的影响，分析表明：翘曲应力和复合翘曲应力对水泥砼路面的影响十分显著，它与翘曲变形有直接的因果关系，必须予以考虑。     

复合碾压混凝土路面温度应力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了弹性地基上由碾压混凝土面层和水泥稳定碎石基层双层板三维路面结构模型;分析了复合碾压混凝土路面在温度曲线分布情况下的温度翘曲应力,包括曲线温度场,不同时刻,层间接触状态,碾压混凝土面层厚度、温度膨胀系数、模量和板平面尺寸等影响因素。分析结果表明:曲线温度场下的温度应力明显低于折线性温度场下的温度应力;随着板厚的增加,出现最大温度应力的时间推迟;层间接触状态对温度应力的影响不显著;面层厚度、温度膨胀系数及模量对温度应力的影响较显著。     

层间约束引起的双层水泥混凝土路面板的温度应力

分析双层水泥混凝土路面板温度应力构成,导出不同层间结合状况下由层间变形协调条件引起的层间约束应力的计算通式,按常用的水泥混凝土路面温度场,分析板间约束应变的特征,并给出其计算公式。     

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。     

加铺层对旧水泥路面抗裂作用的理论分析

为分析加铺层对含裂纹水泥混凝土路面的抗裂作用,应用断裂力学方法建立了理论分析模型。将水泥混凝土路面视为Winkler地基上的弹性板,采用傅立叶积分变换,并通过引入位错密度函数建立了奇异积分方程,再应用Lobatto-Chebyshev法求解奇异积分方程,得到裂纹尖端应力强度因子的表达式及数值解。以实际的路面为例,对比有无加铺层时裂纹尖端的应力强度因子值,结果显示:加铺层使裂纹尖端应力强度因子减小,加铺层的厚度和弹性模量都是影响加铺效果的主要因素。     

不同速度下制动沥青路面结构动力响应研究

采用Hypermesh/LS-DYNA建立轮胎及路面结构有限元模型,研究制动速度和上面层与中面层刚度比两种因素对路面结构动力响应的影响规律。研究结果表明:制动过程中,车辆荷载主要作用在沥青路面面层,其中中面层受到的水平力、垂直力最大。随着制动速度的增加,路面各层结构中应力、弯沉也随之增加;随着上面层与中面层刚度比的增加,路表弯沉呈现下降趋势。所以,在频繁刹车路段可考虑提高上中面层刚度比及控制刹车速度以减弱荷载对路面的破坏。     

沥青路面应力位移简化计算

为方便沥青路面结构设计生产、教学、科研之用，本文采用分析综合法为量法建立了弹性三层体系应力位移显式模型；并在分析常见路面结构层厚度及其相当量换算和模量变化范围的基础上，成功求得了三层体系路表弯沉、上层滑动应力、上层连续应力、中层应力逼近公式；精度分析表明本文逼近公式精度很好，完全可推广应用于多层体系，满足工程设计和有关理论研究的需要。     

基于路面加速加载的沥青路面疲劳损伤预估模型标定方法

为提高工程应用中沥青路面疲劳损伤预估模型的可靠性，提出了一种结合小型试件试验与足尺路面加速加载试验的模型标定方法；基于路面疲劳损伤发展特征分析，提出采用非线性增量递归法的沥青路面累积疲劳损伤分析方法，适用于疲劳损伤预估模型由小尺寸试验向足尺试验条件的转移与外推；基于小尺寸试件试验疲劳寿命预估模型构建了足尺沥青混合料层疲劳损伤预估模型，利用疲劳寿命预估模型转移方程实现足尺路面加速加载条件下的疲劳损伤预估；为确定模型转移方程，提出了基于路面加速加载试验的疲劳损伤标定方程，推导了疲劳损伤预估模型待定系数标定方法；利用重型荷载模拟器实施了级配碎石组合式基层沥青路面足尺试验路段加速加载试验，结合路面钻芯试样动态模量与四点弯曲疲劳试验，标定和验证了沥青混合料层的疲劳损伤预估模型。研究结果表明：非线性增量递归法可考虑材料非线性、性能衰减和加载历史对结构层疲劳损伤累积的影响，符合实际路面疲劳损伤发展规律；利用标定确立的疲劳损伤预估模型可以预测试验路不同加载区间沥青混合料层的累积疲劳损伤，50%和90%的预测值相对实测结果的误差分别小于3.1%和20.0%,表明该预估模型具有一定可靠性；提出的模型标定方...     

预应力混凝土路面及其设计

本文从横缝给混凝土面权在施工养护中带来的困难，介绍了国外采取对板预加应力的方法及效果，并从应力平衡与利用、改进非预应力混凝土路面的设计原理，绘制建立了对某试用厚度、要求的应力比，确定路面有效预应力程度的设计图表以供使用参考。     

倒装路面结构面层在移动荷载作用下的层底拉应力分析

利用ANSYS建立倒装路面结构在移动荷载作用下的有限元模型,研究超载对于倒装路面结构沥青面层疲劳寿命的影响。结果表明,在车辆荷载作用下,倒装结构沥青面层层底拉应力比半刚性路面大,在移动行车荷载作用下可达到0.17MPa;沥青面层层底拉应力随行车速度增加有小幅增加,增加幅度在15%以内;随荷载水平增加,倒装路面结构沥青面层层底拉应力呈线性增加,在超载100%时,沥青层层底拉应力为标准轴载情况下的1.7倍。     

沥青砼非线性流变模型与路面缩裂温度预估

基于Ｂｕｒｇｅｒｓ模型，提出了一个四元件非线性流变模型（ＦＥＮＲ）。其蠕变解表明，它可表征沥青砼蠕变直至破坏的全过程，且与实测值较吻合。特别地，该模型提供了沥青砼蠕变破坏判据σｍａｘ。采用Ｈｉｌｌｓ和Ｂｒｉｅｎ的测定，并对温度应力进行离散化处理，利用该模型推导了路面缩裂温度预估方程，编写了求解程序，可预估任意单调降温条件下的路面缩裂温度。初步解决了破裂温度预估法存在的问题，可供实用。     

灌浆复合沥青路面在城市道路中的应用

结合无锡市某城市主干道新建工程中灌浆复合沥青路面的工程应用,对下面层沥青混合料灌浆复合路面、上面层SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)路面的方案进行了成功的施工验证,并对现场施工质量控制提出指导意见,为今后同类型灌浆复合路面施工提供参考依据。     

高分子聚合物抗裂贴在京秦高速公路裂缝病害中的应用

高分子聚合物抗裂贴是由沥青基的高分子聚合物改性材料和高强抗拉、耐高温性良好的抗拉织物复合而成。该产品具有自粘、施工方便快捷特性,能够起到良好的上下层路面裂缝的隔离作用,防止上面层渗水沿裂缝下渗,从而有效保护下面层或基层稳定,同时抗裂贴还具有分散应力、消能缓冲作用,延缓路面裂缝的产生与发展。     

水泥砼路面的温度翘曲与翘曲复合应力

针对置于刚性地基上的砼梁 ,讨论了温度翘曲与翘曲应力、温度翘曲与翘曲复合应力的关系 ,分析了温度翘曲对水泥砼路面的影响 ,分析表明 :翘曲应力和复合翘曲应力对水泥砼路面的影响十分显著 ,它与翘曲变形有直接的因果关系 ,必须予以考虑     

基于等强度原理的双层水泥混凝土路面设计

针对现行《公路水泥混凝土路面设计规范》,利用等刚度原理和几何推导的方法,对水泥混凝土双层板应力特性进行了分析。结果表明,在车辆荷载的作用下,无论上下层板的平面尺寸如何,接触点的上下板所承受应力和板厚、模量成比例关系。通过这一关系,基于等强度原则,可以得出双层板上下层的合理厚度范围。     

上承式钢桁拱桥面内极限承载力分析

为研究大跨度上承式钢桁拱桥在面内荷载作用下的非线性结构行为及极限承载力的主要影响因素,采用纤维模型法推导了计算材料非线性梁单元刚度矩阵的公式和确定单元截面中性轴的方程,分析了某上承式大跨度钢桁拱桥加载全过程的塑性区发展和应力重分布情况,探讨了几何非线性、拱上建筑联合作用、施工方法、布载方式对钢桁拱桥极限承载力的影响。发现几何非线性与拱上建筑联合作用对拱肋最大应力的影响较小,影响程度不超过6%,布载方式与施工方法对大跨度钢桁拱桥的极限承载能力有较大影响。     

复合式路面中间过渡层材料选择的探讨

通过对复合式路面层间应力的分析，可以认识层间剪应力分布的一般规律，说明设置中间过渡层的必要性，以及中间过渡层材料选择的重要性。     

动荷载下两种应力吸收层对复合式路面的适用性

基于有限元分析软件ANSYS,建立复合式路面结构的三维模型,分别采用ISAC及STRATA两种应力吸收层,对复合式路面在移动荷载下产生的荷载应力进行仿真分析。结果表明,STRATA应力吸收层在防止放射裂缝方面要优于ISAC应力吸收层。