基于动态模量的多种沥青路面力学响应分析

为分析荷载作用下不同类型沥青路面的受力特点,选取半刚性基层、柔性基层、复合式基层、倒装结构、再生基层五类典型沥青路面结构,采用壳牌设计软件BISAR3.0,基于动态模量等参数进行力学响应及疲劳特性分析.结果 表明:整体上,复合式基层沥青路面各项力学响应具有明显优势,且整体疲劳寿命最好;半刚性基层沥青路面优缺点明显;路面...     

半刚性与柔性基层沥青路面重载适应性对比分析

以路面力学APBI程序为计算工具,对重载车辆荷载作用下的半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面进行力学响应对比分析,研究路表弯沉、路面结构各层次（包括路表、面层、基层、底基层）的力学特性。结果表明,半刚性路面与柔性路面的重载适应性存在明显差异。通过对半刚性基层与柔性基层结构的合理优化组合,实现两种路面结构的优势互补。     

复合式基层沥青路面结构剪应力研究

复合式基层路面结构就是在半刚性路面结构的基础上,在半刚性基层与沥青混凝土面层之间增加了一层起应力分散作用的柔性材料,为此针对3种复合式基层沥青路面结构,选取其中两种用BISAR 3.0和MATLAB 7.0对其剪应力进行了研究。结果表明,荷载横断面上,剪应力的最大值在单圆荷载两侧的路表面以下一点;选择抗剪性能良好的中面层材料和处理好面层与基层之间的过渡对于延长整个路面的使用寿命同等重要;较厚的沥青面层结构能延长路面的疲劳寿命。     

典型沥青路面结构力学响应的有限元分析

采用有限元的方法构建三维沥青路面模型,研究3种典型基层沥青路面结构(半刚性基层、柔性基层和复合式基层)在车轮荷载作用下的竖向压应力、竖向压应变、剪应力和弯拉应力等的力学响应。 研究结果表明:半刚性基层沥青路面的承载能力强、变形小,但其基层和底基层层底的弯拉应力较大;柔性基层沥青路面的最大剪应力较小,但整体变形较大;复合式基层沥青路面由于铺设了柔性过渡层,力学响应介于两者之间,有较大的力学优势。     

基于有限元分析沥青路面设计指标

为了减轻半刚性基层沥青路面在使用中出现的各种病害,很多学者提出借鉴国外沥青路面设计方法中的相关指标。国外沥青路面设计中的指标是否适用,本文采用ANSYS有限元方法对半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面结构进行了分析判断。通过对两种类型路面结构的最不利受力状态的比较,特别是对面层、基层开裂和车辙形成有关的力学参数分析,得出了可以借鉴的国外指标和半刚性基层路面结构应该增加的指标。     

轮载作用下典型沥青路面结构力学行为分析

为分析比较半刚性基层、倒装式和组合式3种典型沥青路面结构受轮载作用的力学行为,依托成德南高速公路沥青路面工程试验段,在与贝克曼梁路表静态弯沉测试值对比的基础上,开展了基于弹性层状体系理论的静力学分析.现场选取3个断面,通过预埋沥青应变计测试了不同轴重、不同车速条件下的车辆移动轮载动力响应.研究结果表明:沥青路面更易出现横向疲劳开裂;倒装式沥青路面面层层底行车方向及横断面方向拉应变峰值分别对应为组合式沥青路面的1.24倍和1.30倍,为半刚性基层沥青路面的2.37倍和2.67倍;路面结构厚度相同的情况下,半刚性基层沥青路面在减少沥青面层本身的疲劳开裂和永久变形方面优势较强,组合式沥青路面与半刚性基层沥青路面受力情况接近,可部分替代半刚性基层沥青路面;倒装式沥青路面轴重敏感度为3种路面结构中最小,但宜适当增加沥青面层或沥青稳定碎石基层厚度以改善其受力状况,并应严格控制沥青稳定碎石基层拉应力,以减少倒装式沥青路面和组合式沥青路面疲劳破坏.     

半柔性路面结构的力学响应分析

通过力学计算分析了半柔性路面在标准荷载及超载作用下的力学响应,结果表明:轮隙中心点下的半刚性基层层底拉应力最大;荷载作用中心点下处的路表弯沉、面层层底拉应变和面层内最大剪应力最大;路表最大弯沉值、面层层底最大拉应变、面层内最大剪应力及半刚性基层底最大拉应力都随着轴载的增加而增大。     

复合式路面与半刚性基层沥青路面的沥青层温度场对比研究

通过对复合式路面与半刚性基层沥青路面的沥青层温度场对比研究,可为复合式路面或"白改黑"路面(旧水泥混凝土路面加铺沥青面层)沥青层的设计及施工提供技术支持。将沥青层看作是厚度和材料不全相同的2～3层,然后逐层研究分析,结果表明两种路面结构沥青层的温度场非常相似,认为温度作用下复合式路面沥青层的设计及施工经验可借鉴半刚性基层沥青路面。     

典型结构形式沥青路面疲劳寿命对比

为了丰富广东省路面结构形式的多样化发展,文中依托广河高速惠州段柔性路面结构形式,对比分析柔性与半刚性基层力学响应,并进行了永久变形量和疲劳寿命的比较。结果表明:相比于典型的半刚性基层沥青路面而言,柔性基层路表弯沉、沥青层底拉应变、土基顶面压应变更大;柔性基层沥青路面疲劳寿命优于半刚性基层,但其沥青层永久变形量较大,早期病害中车辙出现的概率较高。结果可为柔性路面结构在其他项目的应用提供参考和借鉴,同时也可为柔性路面营运期的养护提供思路。     

耦合场下吐鲁番半刚性沥青路面三维有限元分析

基于吐鲁番地区半刚性沥青路面车辙和横向裂缝病害严重的问题,对耦合场下的半刚性沥青路面进行力学响应量的分析。利用ANSYS软件对半刚性沥青路面结构建立三维有限元模型,在施加太阳辐射等温度荷载的同时施加车辆荷载,研究吐鲁番地区半刚性沥青路面在耦合场下的力学响应量,为吐鲁番地区半刚性沥青路面结构组合设计提供一些建议。分析结果表明:沥青面层厚度对沥青层最大剪应力和半刚性基层最大拉应力有着明显的影响,并建议吐鲁番地区沥青面层厚度取值为16~18 cm;沥青层最大剪应力和半刚性基层最大拉应力在7~13点,分别增加了4.5%和5.8%。     

城市道路半刚性路面动力性状

城市道路路面结构类型 路面的面层类型一般按路面所使用的主要材料划分,如水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等,但在进行路面结构设计时,从路面结构在行车荷载作用下的力学特性出发,将道路的路面结构划分为三种类型柔性路面、刚性路面和半刚性路面。     

城市道路半刚性路面动力性状

城市道路路面结构类型路面的面层类型一般按路面所使用的主要材料划分,如水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等,但在进行路面结构设计时,从路面结构在行车荷载作用下的力学特性出发,将道路的路面结构划分为三种类型:柔性路面、刚性路面和半刚性路面。     

半刚性基层与柔性基层对超载的力学响应对比分析

根据弹性层状体系理论,以BISAR 3.0软件为计算工具,分别计算出半刚性基层和柔性基层沥青路面在0.7MPa、0.84MPa、1.0MPa的轴载作用下的力学响应,分析出不同荷载作用下的半刚性基层和柔性基层的路表弯沉、面层和基层的受力状况,对半刚性基层和柔性基层的疲劳性能进行总结。通过分析认为：在特定的超载水平下,半刚性基层更能适应交通荷载的超载情况。     

沥青路面结构在不同层间接触状况下的抗车辙性能分析

文中通过建立二维有限元模型,分析了不同层间接触状态下柔性基层和半刚性基层沥青路面的车辙变形情况和力学响应。结果表明:结构层之间的紧密接触能提高路面结构的抗车辙能力;相同工况下,半刚性基层沥青路面抗车辙能力优于柔性基层路面;同时沥青面层和基层间的接触状态影响大于沥青面层之间接触状态;同时在超载的情况下,如要控制车辙变形,层间接触是否紧密就显得尤为重要。     

半刚性基层沥青路面交通荷载断裂应力分析

半刚性基层沥青路面施工及使用期间,半刚性基层中存在各种裂缝,这裂缝是否会继续向沥青面层传递对路面结构的性能及使用寿命有很大影响,主要研究半刚性基层开裂后交通荷载对沥青路面结构的作用,分析沥青面层的应力集中情况。通过计算与分析说明,在单纯交通荷载作用下,增加沥青面层厚度有利于降低面层底部裂缝尖端的应力集中程度。     

沥青稳定碎石基层在衡德高速公路试验段上的应用研究

通过柔性基层沥青路面、半刚性基层双层路面结构、半刚性基层三层路面结构车辙、裂缝等指标的对比分析,得出柔性基层可以减少或减缓裂缝的产生,并且抗车辙的能力并不比半刚性基层结构差的结论。同时也验证了三层沥青路面可以采用两层施工,各项指标均能达到要求,技术上可行,经济上合理。     

超载条件下混合式基层沥青路面层底拉应力研究

分析半刚性基层的缺点,提出混合式基层沥青路面结构,并给出超载条件下轴载计算参数。采用Bisar3.0软件,计算在完全连续、部分连续和完全光滑三种界面条件下混合式基层沥青路面各结构层层底拉应力。结果表明,在完全连续条件下沥青层不会产生拉应力,路面内部拉应力最大值出现在半刚性基层底部;当沥青层与半刚性基层之间的接触条件由完全连续向完全光滑转变时,沥青层层底和半刚性基层层底的拉应力逐渐增大;在三种界面条件下,沥青面层表面轮隙中心处都出现较大的拉应力。     

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.     

柔性与半刚性基层沥青路面抗车辙性能的差异

国内高速公路普遍使用半刚性基层沥青路面,而国外更多地使用柔性基层路面,这两种结构的路面抗车辙性能的差异是值得我们关注的问题。通过标准荷载对路面结构的响应,使用BISAR3.0软件分别从应力、应变、弯沉等方面进行了力学分析。     

车轮荷载对半刚性基层沥青路面结构的力学响应分析

基于我国的沥青路面设计理论及标准,选取典型半刚性基层路面结构及材料参数,采用BISAR3.0软件对不同荷载作用下的路面结构应力、应变和位移进行计算,并分析了各力学指标对道路结构的影响。结果显示：不同荷载模式对路面结构的影响相当大,这对进一步解释路面面层的一些破坏现象提供了有益的参考。