旧水泥混凝土路面加铺层中裂缝缓解层的有限元力学分析

旧水泥混凝土路面加铺改造后主要破坏来自于旧水泥混凝土路面的反射裂缝,如何防止反射裂缝的发生也是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点.为此,研究采用大碎石沥青混合料作为裂缝缓解层,对比分析了大碎石沥青混合料、密级配AC-20混合料、级配碎石与水泥稳定碎石4种不同加铺层的结构应力,采用有限元分析方法分析了在最不利荷载作用下,温度应力、荷载与温度应力耦合作用下以及加铺材料中的孔洞对加铺层底应力的影响,发现大碎石沥青混合料裂缝缓解层对防止反射裂缝的发生具有良好的作用.     

级配碎石裂缝缓解层防裂机理及足尺疲劳试验

反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用级配碎石作为裂缝缓解层的方法。对级配碎石层的防裂机理进行了分析,采用大型反射裂缝试验台架进行了设置级配碎石层及其他对比结构层的加铺层疲劳破坏试验,模拟了沥青加铺层荷载型及温度型反射裂缝的产生、发展过程。结果表明,级配碎石防裂效果最好,玻纤格栅和土工布的防裂效果次之,普通沥青混凝土加铺层防裂效果最差。     

旧砼面板接缝影响下沥青加铺层温度应力分析

针对旧水泥砼路面上沥青加铺层反射裂缝病害,采用有限元方法分析了路面温度应力在接缝不同传荷能力下的变化情况.计算结果表明,当温度降低、沥青加铺层变形受阻时,沥青加铺层温度应力集中现象会随着水泥砼路面接缝传荷能力的增强而得到显著改善,建议在旧砼路面改造工程中改善接缝传荷状态,延缓路面反射裂缝的出现.     

级配碎石层在旧水泥混凝土路面加铺改造中的应用

近年来,世界上许多国家对旧水泥混凝土路面进行了大量的修复工作,其主要措施是在旧水泥混凝土路面上加铺半刚性基层和沥青面层,但工程实践表明,旧水泥混凝土路面接缝或裂缝处的沥青加铺层极易产生反射裂缝,导致加铺层使用寿命的缩短,如何控制反射裂缝的产生和发展至今仍是道路工程界所面临的一大技术难题。论述了旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的成因,结合205国道唐山丰南段加铺改造工程应用实例,通过对级配碎石层防裂机理的深入分析,指出在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间铺筑级配碎石柔性过渡层可有效防止反射裂缝,达到旧水泥混凝土路面维修改造的理想效果,具有很高的推广应用价值。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青层防止反射裂缝常用措施的分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一,控制反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面加铺层设计的关键。从增加沥青加铺层厚度;设置土工合成材料夹层;设置应力吸收夹层(SA-MI);铺筑级配碎石过渡层;铺筑特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层;旧水泥混凝土板上半刚性基层预切缝并铺筑土工合成材料;旧水泥混凝土板破碎稳定等方面进行阐述。     

设置级配碎石加铺层的复合式路面实用性分析

采用级配碎石作为复合式路面裂缝缓解层,利用级配碎石层散粒体、柔性层状及加铺隔离作用有效吸收、消散荷载引起的沥青面层底部应力,并减小路面弯沉,达到抑制和延缓反射裂缝出现的效果。本文利用有限元法对不同级配碎石层厚度及弹性模量情况下的沥青面层应力及弯沉进行计算和对比分析,结果得到:合理增加级配碎石层的厚度能有效减小沥青面层的底部应力及弯沉值,而增加级配碎石的弹性模量效果则不明显。通过对实践的总结得出:设置合理厚度的集配碎石层能有效抑制复合式路面的反射裂缝。     

旧水泥混凝土路面采用沥青加铺层裂缝反射常用措施分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一.目前常用的措施除增加沥青加铺层的厚度并选用优质沥青和配置抗裂性能好的沥青面层混合料外,还主要采用了能吸收和消散裂缝尖端应力的夹层及裂缝缓解层,如在加铺层和旧水泥混凝土路面之间设置土工合成材料织物、钢丝网或铺一层弹性模量低、抗拉性能好的橡胶沥青应力吸收层,也可在沥青加铺层和水泥混凝土路面之间铺设级配碎石过渡层或特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层,此外,还可对铺筑在旧水泥混凝土板上的半刚性基层每隔10 m～15 m进行预切横缝并加铺土工织物处理,这样也可以减少沥青加铺层的反射裂缝.为了消除旧水泥混凝土板接缝处的应力集中现象,还可对旧水泥混凝土板进行破碎处理,然后再加铺半刚性基层及沥青层.     

开级配沥青碎石在旧水泥混凝土路面改造中的应用

针对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层出现反射裂缝这一问题,提出了采用开级配沥青碎石作为裂缝缓解层的方法。以实体工程为依托,对开级配沥青碎石的配合比设计、路用性能、施工工艺作了探讨,为开级配沥青碎石作为裂缝缓解层的应用提供了参考。     

浅谈旧水泥砼路面加铺沥青层结构设计

旧水泥砼路面加铺沥青层最突出的问题是如何防止反射裂缝。针对反射裂缝的产生原因,在沥青层与水泥砼板之间设置裂缝缓解层,依靠裂缝缓解层吸收接缝处产生的应力,隔断上传应力。采取辅助防裂(减裂)措施可增强加铺层的抗拉、抗剪强度或应力吸收。     

特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层防裂机理分析

反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用特粗粒径沥青碎石AM-40作为裂缝缓解层的方法,利用特粗粒径沥青碎石的多空隙结构阻断裂缝尖端的扩展路径,消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及应变,减小接缝处加铺层的应力集中现象。采用三维有限元法对设置普通沥青混凝土与特粗粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的加铺结构进行力学对比分析可知,后者的荷载应力、温度应力及耦合应力均小于前者的应力值。通过加铺层试验路观测与理论计算分析表明,特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层可有效地防止或减缓水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的反射裂缝。     

碎石化的旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力强度因子分析

碎石化后加铺水泥混凝土层是旧水泥混凝土路面一种旧路改建方式,反射裂缝是其病害形式之一。为了预估水泥混凝土加铺层的反射裂缝,分析碎石化技术是否对水泥混凝土加铺层有减缓反射裂缝发生的效果,采用ABAQUS有限元软件对旧水泥路面上水泥混凝土加铺层的应力强度因子进行分析。对比碎石化水泥混凝土面层和直接加铺水泥混凝土面层两种路面结构的应力强度因子,研究了碎石化的旧水泥混凝土路面上水泥混凝土加铺层的断裂破坏机理。结果表明,对旧水泥混凝土路面碎石化可以降低反射裂缝发展速度或推迟反射裂缝产生时间,从而延长路面使用寿命。     

碎石化后沥青加铺层应力对比分析

碎石化是一种旧水泥混凝土路面处治重要技术,它能降低建设成本,加快建设周期。文章基于有限元分析方法,首先对比分析了碎石化后加铺沥青面层和同厚度级配碎石层上加铺沥青面层的应力,结论认为碎石化后沥青加铺层底的拉应力要小于级配碎石的情况,证明碎石化后水泥混凝土板块优于级配碎石的力学性能;然后,通过改变碎石化层中两个主要分层的厚度和模量,分析不同的破碎程度对加铺层应力的影响,结论认为,碎石化下层厚度在10cm左右时,既能保证碎石化层仍然具有一定强度使沥青层底拉应力不至于过大,又能起到防止反射裂缝的作用。碎石化下层厚度不变时,加铺沥青层的受力状况随着碎石化下层模量的增大会稍有改善,拉应力、拉应变和弯沉都会有所减小,总体幅度在3%~9%之间。     

旧水泥砼路面加铺沥青层的三维有限元分析

应用Abaqus三维有限元分析软件,针对旧水泥砼路面进行直接加铺和增设应力吸收层后加铺沥青层两种处理方案,通过与原未改造路面对比,结合温度场,进行不同荷载作用下路面结构接缝弯沉和传荷能力分析,研究沥青加铺层结构强度和反射裂缝。结果表明,加铺沥青层后弯沉与传荷能力均有明显改善;温度场对旧砼路面弯沉和传荷能力的影响远大于荷载作用,加铺沥青层后弱化;结构强度指数能评价传荷能力,但对温度耦合下的超载有局限性;增设应力吸收层能有效阻止反射裂缝。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层荷载应力分析

视路面结构为弹性层状体系,采用Ansys程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度和材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τ max和等效应力σt;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.     

花岗岩沥青面层在旧水泥混凝土路面加铺改造中的应用研究

为将珠三角地区储量丰富的花岗岩作为沥青面层材料应用于本地旧水泥混凝土路面加铺改造工程,采用掺加高性能抗剥落剂、优化材料组成设计等方式以提高花岗岩沥青路面的使用性能;建立在含接缝的旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层的有限元模型分析加铺层底处的应力状态以优选最佳的抑制反射裂缝措施。结果表明:采用优化级配设计并掺加Morlife300抗剥落剂的花岗岩沥青混合料高温稳定性和水稳定性大幅提高;针对研究项目工况,AM-20级配沥青碎石过渡层(7cm)+应力吸收层(2.5cm)的结构形式,防止反射裂缝效果最为明显,其沥青加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σe分别比不采取措施情况下降78.6%、82.9%和84.4%。     

基于Abaqus的旧水泥混凝土路面加铺沥青层结构的力学研究

依据弹性层状体系理论,采用Abaqus程序建立三维有限元模型,分析旧水泥混凝土路面加铺沥青层结构的加铺层厚度、模量、地基模量变化,以及采取典型防治反射裂缝措施时接缝处沥青混凝土加铺层底最不利处的荷载应力状态。结果表明:在车辆荷载作用下,加铺层厚度的增加可以显著降低接缝处沥青加铺层底应力;随加铺层模量的增加,接缝处沥青层底应力逐渐增大;地基模量越小,在相同荷载作用下,加铺层内应力及弯沉越大;各种拟采用的防治反射裂缝措施中,7 cm级配沥青碎石辅以3 cm应力吸收层这种组合措施效果最佳。     

水泥混凝土路面加铺沥青面层试验路性能研究

为探索旧水泥混凝土路面的最优加铺方案,铺筑了6段不同沥青加铺层厚度、沥青混合料孔隙率和防反射裂缝措施的沥青加铺层试验路,并采用ARAN9000多功能道路检测车等设备,通过裂缝反射率和表面破损率对运营3年后的路面进行了使用状况评价。结果表明：沥青加铺层厚度越大,抗裂效果越好;满铺聚酯玻纤抗裂布抗裂效果较高弹性应力吸收层及高弹性橡胶马蹄脂应力吸收带抗裂效果好;开级配沥青混合料较密级配抗裂效果显著好。研究以工程为载体,对旧水泥混凝土路面加铺沥青层具有指导意义。     

基于应力吸收层旧水泥砼路面沥青加铺层防治反射裂缝的应用研究

结合旧水泥路面加铺沥青面层的路面改造实体工程,运用STRATA应力吸收层进行加铺层反射裂缝防治,介绍了沥青加铺层结构方案及防治反射裂缝的措施,分析了STRATA应力吸收层沥青混合料的性能要求,提出了沥青加铺层施工质量控制措施。     

沥青砼加铺层反射裂缝的防治措施探讨

如何防治反射裂缝是在旧水泥砼路面上加铺沥青层的关键问题之一.文中通过对沥青加铺层反射裂缝产生机理的分析,阐述了防治反射裂缝的主要方法,总结了防治反射裂缝的有关理论、设计、试验和施工等方面存在的问题.     

基于有限元的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层荷载应力分析

以弹性层状体系理论为基础,采用ANSYS程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度、材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青混凝土加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青混凝土加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σe;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.