不同非均布荷载下的沥青路面力学响应及疲劳寿命分析

为了分析超载对半刚性基层沥青路面的力学响应及疲劳寿命的影响,通过三维有限元软件ANSYS,建立非均布荷载作用下的三维有限元模型,对比分析单轴10 t、15 t、20 t、25 t四个轴重下的力学响应及疲劳寿命结果。四个不同轴载作用下的结果表明:随着荷载的增加,路表弯沉、沥青层底压应力、基层及底基层底拉应力、土基顶面压应变均呈现线性增长趋势,而沥青层底拉应变随着荷载增加而减小;超载作用下,沥青路面疲劳寿命呈现指数下降趋势。     

半刚性基层材料疲劳引起的基层受力变化

对因材料疲劳引起的半刚性基层底部的弯拉应力、弯拉应变以及基层内部各点的受力状况进行了计算,并总结了它们的变化规律。     

我国现行沥青路面设计方法存在问题分析

分析了采用设计弯沉指标与层底弯拉疲劳应力指标相结合的我国现行沥青路面设计方法,不能控制半刚性基层沥青路面疲劳损坏的原因,以及设计弯沉计算公式中基层类型系数取值的不合理性。并对我国现行沥青路面设计方法提出了修改建议。     

级配碎石厚度对倒装式沥青路面结构受力及寿命的影响研究

文章以宿迁市326省道大修工程为依托,针对不同的级配碎石基层厚度,采用BISAR软件对沥青路面进行了力学计算,分析了路表弯沉、沥青面层底拉应力、半刚性基层底拉应力和沥青面层内竖向应力最大值产生的位置,以及随级配碎石层厚度的变化趋势,并对倒装式沥青路面寿命进行了研究。结果表明:随着级配碎石基层厚度的增加,路表弯沉呈线性减少趋势,半刚性基层底拉应力、不同层位的竖向应力和沥青路面的疲劳寿命逐渐减少,趋势逐渐变缓,沥青面层底拉应力逐渐增加,趋势逐渐变缓;级配碎石基层的设置及其厚度的增加对基层未开裂的沥青路面设计是不利的,但可减少基层开裂对沥青面层的影响。     

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。     

隧道半刚性基层沥青路面沥青层疲劳开裂影响因素研究

通过建立隧道半刚性基层沥青路面有限元模型, 对隧道内半刚性基层 (预设横向贯通裂缝) 沥青路面沥青层疲劳开裂进行研究, 研究表明对于隧道内半刚性基层沥青路面, 由于沥青层内最大拉应变显著大于沥青层底拉应变, 导致沥青层内的疲劳寿命远小于沥青层底的疲劳寿命。 沥青层层底疲劳开裂寿命影响因素敏感性排序为： 基层模量＞面层模量≈面层厚度＞基层厚度。 基层模量越大、 基层厚度越厚、 沥青面层模量越小对沥青面层疲劳开裂寿命越有利。     

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。     

土工格栅加筋半刚性基层材料的抗弯拉及疲劳性能试验分析

本文对铺设土工格栅与未铺设土工格栅的公路路面半刚性基层材料水泥稳定碎石中梁试件进行抗弯拉和弯曲疲劳试验研究，分析了土工格栅位于半刚性基层材料底面时对材料受力、变形及疲劳寿命的影响．结果表明，铺设土工格栅的半刚性基层材料的抗弯拉性能和疲劳寿命明显高于普通的半刚性基层材料。     

土工格栅加筋半刚性基层材料的抗弯拉及疲劳性能试验分析

本文对铺设土工格栅与未铺设土工格栅的公路路面半刚性基层材料水泥稳定碎石中梁试件进行抗弯拉和弯曲疲劳试验研究,分析了土工格栅位于半刚性基层材料底面时对材料受力、变形及疲劳寿命的影响.结果表明,铺设土工格栅的半刚性基层材料的抗弯拉性能和疲劳寿命明显高于普通的半刚性基层材料.     

沥青混合料的半圆弯拉与小梁三点弯拉对比试验

通过沥青混合料的半圆弯拉与小梁三点弯拉试验,分别得到了在2种试验方法下的沥青混合料力学强度、断裂韧性和疲劳寿命.结果表明沥青混合料的半圆弯拉强度与小梁三点弯拉强度比近似等于1;半圆弯拉试验得到的断裂韧度和延性断裂韧度比小梁三点弯拉试验得到的都要大;半圆弯拉疲劳试验得到的疲劳寿命比小梁三点弯拉疲劳试验得到的小.同时依据变异系数,表明半圆弯拉试验的变异性最小.因此,用半圆弯拉试验表征沥青混合料的力学特性比小梁三点弯拉试验较优越.     

水泥（石灰）粉煤灰混合料路面基层研究

介绍了水泥（石灰）粉煤灰混合料中路面基层的抗原，弯拉、劈裂和疲劳等强度特性，及抗压模量，弯拉模量，劈裂模量等结构设计参数和现场试验路的弯沉测试成果。文中数据可供科研，设计和施工参考。     

基于Ansys的水稳基层疲劳影响因素分析

通过Ansys软件,采用soild45单元,分析各层在完全连续状态时,水泥稳定基层在不同路面结构和材料参数下的底面拉应力。采用AASHTO 2002中半刚性基层疲劳方程计算各个因素水平下水泥稳定基层的疲劳寿命,分析了各因素对基层疲劳性能的影响。结果表明:基层底面拉应力随轮胎接地压力的增加而增加,疲劳寿命则随之减小;基层底面拉应力随基层模量增加而增加,随面层和底基层模量的增加而减小;基层底面拉应力随各结构层厚度增加均减小,随基层厚度变化而减小的速度最大。     

沥青混合料疲劳性能研究

论述了沥青混合料疲劳研究的室内试验方法,对沥青混合料小梁弯拉疲劳试验与劈裂疲劳试验做了对比,说明在中国现有条件下,室内疲劳试验采用劈裂试验方法的合理性。并提出几种高等级道路常用沥青混合料的疲劳方程及沥青混合料抗拉强度结构系数K,供设计参考。     

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。     

半刚性基层材料的疲劳特性

采用振动法制作了4种半刚性基层材料不同结构类型的梁试件,应用MTS试验机进行了疲劳性能试验,利用Weibull分布函数对疲劳试验结果进行回归分析,建立了不同材料不同结构试件的室内疲劳寿命预估模型,分析了半刚性基层材料的结构类型和弯拉强度对疲劳寿命的影响.分析结果表明:不同半刚性基层材料疲劳方程的回归系数a、b有差别.水泥稳定类材料的疲劳方程除骨架空隙结构类型外均较接近,回归系数a为0.969～1.110,回归系数b为-0.073～0.096.二灰稳定类材料的疲劳方程的回归系数a为1.129～1.173,回归系数b为-0.079～-0.083.0.70应力水平下水泥稳定碎石骨架密实结构的疲劳寿命对数为3.602,悬浮密实结构的为3.118,因此,骨架密实结构的抗疲劳性能优于悬浮密实结构.0.70应力水平下二灰稳定碎石的疲劳寿命对数为5.006,水泥稳定类材料的疲劳寿命对数最大为3.724,因此,前者的抗疲劳性能优于后者.     

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...     

不同荷载作用下半刚性沥青路面力学响应规律

基于半刚性基层路面典型结构建立三维力学模型,综合考虑常载、常载+刹车、超载和超载+刹车4种组合荷载,采用双轮最不利矩形接触面形式,并运用特征路径分析方式,数值模拟了路表及深层内力学响应规律。结果表明:刹车对路表弯沉和路基顶面压应变影响较小,超载影响显著;刹车主要对面层弯拉应力影响较大,并使上面层出现较大拉应力,对基层基本无影响,超载使基层弯拉应力增大显著;超载和刹车对剪应力峰值增大明显,特别是刹车使剪应力增大极其显著;在不同荷载作用下,从路表沿深度方向力学响应峰值位置会发生变化,在进行沥青路面结构设计和力学分析时应取相应位置处的值作为力学控制指标。     

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。     

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.     

免振捣多孔混凝土排水基层力学特性研究

采用室内试验,对免振捣多孔混凝土排水基层的力学特性进行研究。研究发现,其7d抗压强度与28d抗压强度具有良好的线性关系,其28d劈裂强度与90d劈裂强度具有良好的对数关系;其劈裂强度与抗压强度具有良好的幂指数关系,其弯拉强度与抗压强度具有良好的幂指数关系。结果表明,可以采用短期强度预估长期强度,可以测定劈裂强度或抗压预估弯拉强度。