移动荷载下设CA砂浆功能层的水泥混凝土路面结构受力分析

为了改善水泥混凝土路面面层和基层间的不良接触状况,提出了在面层和基层间设置水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)功能层的措施,借助CA砂浆功能层的材料特性,改善面层和基层的不良受力状况,延缓水泥混凝土路面结构的早期破坏。为了更好地分析路面结构的实际受力状态,有必要进行路面结构在移动荷载作用下的力学响应分析。将运动的车辆荷载等效简化为匀速移动的面荷载,建立路面结构三维有限元模型,分析设置CA砂浆功能层前后路面结构所受荷载应力的变化,探讨CA砂浆功能层的作用。     

设CA砂浆功能层水泥混凝土路面荷载应力的影响参数分析

水泥混凝土路面面层和基层接触不良是导致路面损害的主要原因,在面层与基层间设置功能层是一种行之有效的方法。提出了一种新的功能层—水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)功能层,拟借助CA砂浆这种半柔性材料,改善层间接触状态,延长水泥混凝土路面的使用寿命。通过有限元软件建立设CA砂浆功能层的水泥混凝土路面结构三维有限元模型,对不同结构层参数下的路面结构进行荷载应力分析,进而对路面结构层主要参数的取值提出合理性建议,优化路面结构组合。     

旧水泥混凝土路面加铺应力吸收层有限元分析

旧水泥混凝土路面加铺沥青面层是目前我国旧路改造的主要形式之一,但是由于受到行车荷载和温度应力的反复作用,或二者的耦合作用,很容易出现反射裂缝。对设置应力吸收层的加铺结构利用ABAQUS通用有限元软件进行行车荷载、温度荷载及耦合作用下三维有限元分析,通过对比有无应力吸收层、旧水泥面板与基层之间不同连接状态下各结构层的力学指标,得出设置应力吸收层能有效防止、延缓反射裂缝的扩展,为旧路改造设计、施工提供依据。     

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。     

水泥混凝土路面水损坏的试验分析

从水泥混凝土路面动水作用试验研究分析,分析了水泥混凝土路面面层对基层影响导致的三种基本破坏形式;通过断裂力学的基本原理可以揭示水压力对水泥混凝土面板的劈裂作用机理,结合基层冲刷试验,提出了水对混凝土路面的影响不可忽视,也是设计、施工、养护部门共同面对的技术问题。有必要对水泥混凝土路面与基层之间设置隔离层,设置隔离层的水泥混凝土路面结构可以在一定程度上减小水对水泥混凝土路面的影响。     

基于ANSYS的水泥混凝土路面层间作用分析

运用大型通用有限元软件ANSYS对水泥混凝土路面面层和基层贫混凝土的层间作用进行了分析,结果表明:水泥混凝土路面面层和基层贫混凝土之间的摩擦系数的取值最大不应该超过9.0。把室内水泥混凝土与贫混凝土界面的直剪试验结果和有限元计算数据对比分析,可以得到不用层间处理状况下所对应的水泥混凝土面层与贫混凝土基层之间的结合系数。     

车辆荷载作用下水泥混凝土加铺层的力学特性分析

采用有限元方法,对旧沥青路面上加铺水泥混凝土复合路面结构进行了荷载应力分析,得出了板底荷载应力随加铺层厚度、旧沥青路面厚度和模量等参数变化的规律。加铺路面厚度应由旧沥青路面使用状况评定结果决定,根据旧沥青路面的好坏适当增减加铺层的设计厚度。     

水泥混凝土路面荷载应力的三维尺寸分析

利用有限元软件ANSYS,通过建立模型,分析平面板尺寸、板厚、面板弹性模量以及层间接触条件等因素对水泥混凝土路面荷载应力的影响,初步得出了完全连续和完全光滑条件下板平面尺寸和板厚及板弹性模量之间的关系,为水泥混凝土路面的结构分析提供参考。     

设置隔离层的水泥混凝土路面技术研究

在传统水泥混凝土路面设计理论的基础上,引入断裂力学原理和方法,基于水泥混凝土路面"过渡层"的全新概念,深入分析水泥混凝土路面破坏过程,提出了设置隔离层的水泥混凝土路面新结构的设计理论,达到提高路面实际承载力、延长路面实际使用寿命的目的。     

水泥混凝土路面的无规则断裂

防止水泥混凝土路面的无规则断裂是提高水泥混凝土路面的抗荷载能力,保持水泥混凝土路面完整,延长混凝土路面,使用年限的关键。     

长寿命路面防水联接层结构功能研究

针对PCC＋AC长寿命路面结构的特点,在半刚性基层上设置防水联接层,不但起到防水和保护基层的作用．而且有效地联接基层和水泥混凝土面层,缓冲水泥混凝土面层对基层的冲击,分散水泥面层和基层之间的应力。因此．联接层的设置,大大降低了基层破坏、面板脱空、唧泥等病害发生的可能性。     

水泥混凝土路面的沥青加铺层设计研究

根据公路养护技术规范，研讨旧水泥混凝土路面使用状况调查的内容和方法，提出旧水泥混凝土路面使用性能的更实用、更全面的评价指标和评定标准，分析实用的加铺层厚度计算方法，提出防止产生反射裂缝的设计措施。     

隔离层对贫混凝土基层水泥混凝土路面结构力学性能的影响

结合清连路现场试验测定的基本参数,运用考虑层间接触模型的三维有限元方法,重点分析了车辆和温度荷载作用下,不同隔离层下贫混凝土基层水泥混凝土路面结构主要指标的变化规律．分析结果表明,隔离效果越好,车辆荷载作用下路面受力状态越不利;与车辆荷载情况相反,即隔离效果越好,温度荷载作用下路面受力状态越有利;超载使各结构层主要力学指标值都明显增大,是造成路面早期损坏的主要原因之一;通过比较,发现有限元方法与规范方法计算得到温度应力差值较小,验证了利用有限元方法计算温度应力的可行性．     

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。     

水泥混凝土路面设计探析

重点介绍国内外水泥混凝土路面的使用状况以及主要的设计方法,并结合工作实际,总结了在水泥混凝土路面结构组合设计和加铺层设计中应注意的问题,可为同行提供参考。     

橡胶沥青应力吸收层在路面改造工程中的应用

108国道霍州退沙——侯马凤城一级公路位于山西省临汾市境内,这段分为双向四车道,长达125.432 km的公路由于长期的使用,路面出现了破损,尤其是原重车道方向的路面。本次路面改造工程要在水泥混凝土面板与沥青混凝土之间加一层应力吸收层,对混凝土面板之间的纵缝、横缝进行灌缝处理。高弹高黏应力吸收层的回弹性强,抗裂性能良好,可以有效地防止沥青路面反射裂缝产生。同时,橡胶沥青应力吸收层可以起到非常好的防水和排水作用。将高弹高黏应力吸收层应用于国道108线路面改造工程中对延长公路的使用寿命,提高行车安全系数具有非常重要的意义。     

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。     

长寿命路面结构中应力吸收层的试验研究

道路工程中广泛应用的一种路面结构形式是"沥青混合料面层+应力吸收层+水泥混凝土基层+沥青联结层+路基",在这种结构形式中,应力吸收层起到了重要作用。对应力吸收层进行试验研究,结果表明,设置合理的应力吸收层,能够有效改善沥青面层与混凝土层之间的应力状况,避免或减少裂缝,起到良好的过渡作用。     

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。