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.     

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.     

设置抗裂结构层的旧水泥混凝土路面加铺结构温度应力分析

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层是一种常见的结构形式。采用有限元方法对不同加铺结构的温度应力进行计算,结果表明:采用抗裂结构层以后,接缝处沥青加铺层最大主应力、等效应力和最大剪应力基本上随加铺层厚度的增加呈减小的趋势,加铺层厚度越大温度应力越小。对比分析后发现,设置应力吸收层和大粒径沥青碎石抗裂结构层以后,接缝处最大主应力、等效应力和最大剪应力都有较大程度的减小。土工织物夹层的抗裂效果与夹层材料的模量有较大关系,当模量越大时对温度应力的减小程度越大。     

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。     

级配碎石在旧水泥混凝土路面加铺中的应用研究

通过室内试验研究级配碎石材料的力学特性,对级配碎石加铺层结构进行荷载应力、温度应力及耦合应力分析,探讨设置级配碎石裂缝缓解层的加铺层结构设计方法;提出以设计弯沉值为厚度计算指标、沥青加铺层及半刚性补强层层底拉应力为验算指标的破碎板加铺层厚度计算方法;提出防止反射裂缝的级配碎石的施工方法及质量控制措施.     

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。     

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。     

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。     

柔性基层沥青路面结构设计参数分析

综合分析了国内外柔性基层沥青路面典型结构,采用正交分析方法,讨论了沥青稳定基层厚度、级配碎石基层厚度及土基模量等关键结构参数对路表回弹弯沉、沥青层层底拉应力2个柔性基层沥青路面性能指标的影响。研究表明:土基模量对于路表回弹弯沉的影响最为显著;当沥青层厚度在25 cm以内时,增加沥青层厚度可以减小沥青层底拉应力,延长沥青路面疲劳寿命。     

旧水泥路面不同加铺方案设计研究

通过对现有旧水泥路面加铺方案的分析,防治反射裂缝的方法主要有土工合成材料、应力吸收层、大粒径沥青碎石层、级配碎石层,对以上几种方案进行ANSYS应力计算,对其沥青层底主应力、等效应力和最大剪应力进行分析,以及沥青层顶弯沉差的对比,得出每种材料对防治反射裂缝的效果,以供加铺方案设计参考。     

移动荷载下碎石化层模量突变对加铺层的影响分析

利用大型通用有限元软件ABAQUS,建立碎石化后沥青加铺层的三维有限元模型。因碎石化施工、开挖试坑检查质量后回填以及旧路基处理等使得破碎后碎石化顶面的回弹模量不均匀,交界处有突变,模量突变越大对加铺层受力越不利,越会加速路面破坏。用移动荷载分析这种模量突变对加铺层底拉应力、加铺层剪应力、弯沉、裂缝应力强度因子等的影响,并提出改善这种模量突变的措施,更好的促进碎石化技术的应用。     

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。     

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。     

分层梯度模量微沥青级配碎石对倒装式路面结构的影响

利用ABAQUS有限元软件,建立倒装式沥青路面结构模型,研究了多轴载情况下级配碎石横观各向同性特征对路面结构的影响,并通过设置分层梯度模量的微沥青级配碎石对倒装式路面结构进行结构优化。研究表明:级配碎石横观各向同性特征明显影响着倒装式路面结构的内部应力与应变,影响到路面的使用寿命,在实际工程中不可以忽略;设置分层梯度模量的微沥青级配碎石层可减少层间的模量比、形成缓冲区,以缓解级配碎石横观各向同性特征所带来的影响,尤其在重载交通条件下,设置逆向梯度模量的微沥青级配碎石后,其路用关键性指标可减小20%以上。     

沥青混凝土路面加铺层反射裂缝成因分析及防治措施研究

分析了沥青混凝土路面加铺层反射裂缝的产生和发展过程,用有限元软件从断裂力学的角度分析沥青层厚度、沥青层模量对裂缝发展的影响。在沥青加铺层设计时,可通过添加改性剂、改变集料级配或混合料组成等措施提高混合料的抗变形能力。     

不同碎石化效果下沥青加铺结构断裂力学分析

为研究不同碎石化效果下沥青加铺结构的反射裂纹应力强度因子及其疲劳寿命,探讨旧水泥混凝土路面沥青加铺结构断裂力学模型的不同有限元建模方式。研究结果表明：碎石化能防治反射裂纹的力学机理是水泥混凝土碎石化使原反射裂纹名义长度变短,反射裂纹可视为从碎石化层顶部开始萌生、扩展。据此,利用碎石化各子层(共3个子层)的模量和厚度变化模拟不同碎石化施工效果,从而建立碎石化加铺的断裂力学有限元模型。计算结果表明：应控制碎石化表层的最大矿料粒径和级配与优质级配碎石的接近;碎石化表层厚度过大对沥青路面疲劳寿命是不利的;在不存在层间脱层的情况下,保持碎石化表层以下水泥混凝土的完整性对沥青路面疲劳寿命是有利的;由于共振碎石化能够更好地控制碎石化表层粒径、级配和厚度及保持碎石化表层以下混凝土的完整性,因此共振碎石化的效果优于多锤头碎石化的。     

复合式路面层间剪应力分析

复合式路面的常见病害常表现为层间剪切滑移破坏.选取典型的水泥混凝土下面层、黏结层、沥青混凝土上面层为一整体,应用BISAR3.0程序,计算分析了复合式路面层间最大剪应力、剪切角及其对温度、结构层厚度、材料模量、行车荷载等参数的敏感性.结果表明:AC层厚度、黏结层模量、行车荷载对层间剪应力、剪切角影响显著,当黏结层厚度由...     

关于级配碎石基层沥青路面满足抗剪要求的探讨

级配碎石作为沥青路面基层,容易发生剪切破坏.选取三种典型级配碎石路面结构,从理论上分析了级配碎石层受到的最大剪应力,并通过试验测定了级配碎石的抗剪强度,通过控制沥青面层厚度来保证级配碎石层不会发生剪切破坏.     

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。     

旧水泥混凝土路面改造及施工工艺

以205国道河北唐山段旧水泥混凝土路面改造为工程实例,在沥青加铺层改建旧水泥混凝土路面的过程中,加铺层与旧水泥混凝土路面之间增设一层10~15 cm厚级配碎石以防止沥青加铺层产生反射裂缝。通过在施工工程中的工艺及质量控制,加铺层未出现病害,总体状况良好,其设计、施工管理经验可为类似水泥混凝土路面加铺工程的设计及施工提供可以借鉴的工程经验。