设排水基层的沥青路面结构内部排水特性探讨

采用多孔渗流理论分析比较了沥青路面面层的静水压力和动水压力,指出动水压力是导致沥青路面产生水损害的主要原因。     

考虑动水压力影响的沥青路面损伤机理研究综述

行车荷载产生的动水压力作用是沥青路面水损害的主要原因之一。为深入剖析沥青路面动水压力的作用机理,该文分析了动水压力研究方法,总结了动水压力的影响因素,对中国国内沥青混合料水稳定性评价方法和动水压力研究现状进行了评述,并对动水压力的作用机理进行了展望。     

沥青混凝土路面水损病害原因及防治策略

沥青路面水损害为影响沥青路面正常使用的重要因素之一。对已建成的沥青混凝土路面,水损害处治的重点是对病害缺陷进行修复,以满足使用功能,延长其使用寿命。文中根据沥青路面水损害的现象,从水的直接作用,车辆荷载的作用和动水压力的作用3方面分析了水损害产生的原因。在此基础上,从设计理念,施工方法,材料选用3方面提出了综合治理的方案和对策。     

不同渗流形态下沥青路面结构动力响应分析

为了研究荷载-渗流耦合作用下不同渗流形态对沥青路面结构各力学场量响应的影响，进一步揭示沥青路面水损害机理，在高水压沥青混合料渗透试验的基础上，采用非线性有限元方法，模拟分析碗形分布动荷载下Forchheimer非线性渗流和达西线性渗流时饱水沥青路面内部各力学场量的变化。渗透试验结果表明：在较高水力梯度下渗流流速-水力梯度关系呈现出非线性特征，不再适用达西定律，而需应用Forchheimer非线性渗流定律描述。数值模拟分析结果表明：2种渗流形态时沥青路面结构内部各力学场量均随着车轮动荷载的作用过程表现出波动性，且孔隙水压力均随着半正弦波型荷载的变化而呈正相关关系；与达西渗流时计算结果相比，非线性渗流时上面层内正孔隙水压力的峰值高49%，沥青面层内水平方向的拉应力、压应力、拉应变的峰值分别高16%、105%、15%，且在路表产生竖向拉应力，孔隙水压力也远高于现场实测值；2种渗流形态时均在上基层底部产生竖向拉应力，在沥青路面内产生的剪应力差别很小。因此，在车轮动荷载作用下，饱水沥青路面内部形成超高孔隙水压力和高流速的非线性渗流，会产生比线性渗流更为严重的水损害，以往基于达西定律的饱水沥青路面动态响应分析低估了车轮动荷载对沥青路面水损害的影响程度。     

沥青路面动水压力研究进展

动水压力是导致沥青路面病害频发的诱因之一。文中综述了国内外沥青路面动水压力的研究现状,分析了沥青路面动水压力产生原因及影响因素,其中车辆行驶速度、行车荷载以及沥青路面空隙率等对沥青路面动水压力影响较大。针对该研究领域现存问题,提出应建立统一的测试标准及方法、研制更加科学合理的室内模拟试验装置等措施。     

沥青路面水损害机理与防治措施的研究

通过对沥青路面混合料三相结构的静水作用机理和动水作用机理以及沥青—集料的机械粘附理论、化学反应理论、表面能理论、极性理论、表面构造理论的粘附—剥落机理研究，介绍了沥青路面水损害的防治措施。     

动水压力下的沥青路面水损害

通过近年对高速公路沥青路面早期水损害的调查、分析,从渗水诱发到滞留水动水压力下的破坏机理入手,探索了这一演变的内在规律以及相关问题。     

降雨入渗条件下沥青路面渗流规律研究

基于多孔介质非饱和渗流理论与降雨入渗理论,利用有限元方法对沥青路面结构在降雨条件下沥青路面结构渗流场的变化规律进行了研究.结果表明:降雨入渗过程将会导致沥青路面结构内部饱和度和孔隙水压力出现显著的变化,在降雨初期,饱和度随着降雨的历时延续而显著提高,随后饱和度会有所下降,然后逐渐趋向稳定,并且由上至下,各面层逐步达到完全饱和状态;孔隙水压力也随着时间的增加而逐步提高,由初始状态下的基质吸力变化为正的水压力.     

我国高等级公路沥青路面水损害的原因与对策

水是高等级公路沥青路面产生破坏的重要因素之一,沥青路面水损害的形式是多样的,本文从内因和外因两方面,分析了沥青路面水损害的种类和机理,针对这些损害因素,提出相应的对策,为高等级公路沥青路面水损害防治提供一定的理论基础。     

新型沥青路面动水压力模拟试验研究

普遍认为沥青路面动水压力水害的发生,主要是行车压力瞬间释放和水在变孔径的空隙中的压力变化而导致的。文章针对现有模拟动水压力方法的不足,提出了气压式动水压力模拟方法,并设计加工了动水冲刷试验系统。为了使沥青混合料的动水冲刷模式与路面实际相符,还设计了定向冲刷模式。动水压力试验前后的马歇尔试件劈裂试验结果表明,动水冲刷导致沥青混合料试件强度降低明显。     

沥青路面水损害原因及防治对策

沥青路面的病害大多与水损害有关,进行沥青路面水损害原因及防治对策研究具有重要意义。通过现场调查和理论分析,从沥青面层进水、结构层内部排水不畅、沥青混凝土沥青的剥落和不合理的施工及管理养护等四个方面分析了沥青路面的水损害原因,并从设计、施工和养护管理三个环节提出了沥青路面水损害的防治对策。     

沥青路面的水损害预防方法

本针对目前我国高等级公路沥青路面水损害现象，从理论和实践角度出发分析了预防沥青路面水损害的方法。     

透水沥青面层裂缝扩展的动水压力影响分析

水和行车荷载共同作用下,沥青路面结构内部将产生动水压力。为了解随荷载作用变化的动水压力对透水沥青路面结构内部初始裂缝扩展的影响,基于ABAQUS有限元方法和线弹性断裂力学原理,引入裂纹尖端奇异单元,考虑不同的初始裂缝长度,对水和行车荷载共同作用下透水沥青路面结构内部裂缝尖端附近应力场和位移场进行分析,计算相应的张拉型和剪切型应力强度因子。结果表明:水的存在改变了透水沥青路面结构内部的应力场,对荷载作用下沥青面层裂缝的张拉型和剪切型扩展有一定的影响,但由于透水沥青路面结构具有良好的排水性能,可以有效地缓解动水压力对沥青面层已有裂缝的劈裂作用。     

福建高速公路沥青路面排水体系数值分析

福建省多雨潮湿,降雨对高速公路沥青路面性能和行车安全影响非常大。福建省在研究和长期实践基础上形成了非常有特色的沥青路面排水体系,为了检验其有效性,进行了高速公路沥青路面排水体系的数值分析。基于Biot动态固结理论的Lagrange有限差分方法,建立了路域3D模型。考虑降雨、表面径流、路面结构内部及地下水流动等因素,进行了超高缓和段路表集水状况、路面结构内部层底集水深度和孔隙动水压力、路面边部排水和中央分隔带排水设施排水能力进行模拟分析。分析时考虑了动态移动荷载、动水场作用下的多孔路面结构的动态流固耦合,但计算时不考虑蒸发作用。结果表明:(1)采用移动路脊法设计后,超高缓和段的路表雨天集水次数可减少85.7%;(2)组合式基层沥青路面结构自由水完全排出时间为0～5 d;与半刚性基层沥青路面结构相比较,组合式基层沥青路面结构中沥青层底无自由水天数可增加180%,同时沥青层层底孔隙动水压力相应可降低73.5%;(3)福建高速公路排水设施排水能力均有一定富裕,路基顶面横向排水管、碎石透水层、级配碎石层底横向排水管、集水井和缝隙式纵向排水沟的排水最小富裕度分别为96.7%,95.1%,73.5%,41.3%和26.9%;(4)根据数值分析结果,可以对排水设施尺寸或设置间距等进一步完善。     

双层排水沥青路面孔道自洁性能模拟

雨天车辆轮胎荷载作用下双层排水沥青路面内部会出现动水压力,进而产生"虹吸"作用,带出堵塞孔道内部的尘土,这一效应被称为双层排水沥青路面的自洁。该文借助CT扫描技术获取断面图层,在Simpleware软件中采用三维重构技术构建了双层排水沥青路面几何模型,在有限元软件Flow-3D中建立基于流固耦合方程(FSI)和沉积物冲刷方程(Sediment Scour)的耦合模型,并初始化水膜厚度、轮胎运动条件和路表水文边界条件。对照分析了不同速度、不同水膜厚度以及不同杂物粒径条件下轮胎滚动作用对动水压力效应和孔道自洁作用的影响。分析得出:杂物粒径对自洁效应起决定性作用,相同动水压力条件下,小粒径杂物析出数量较多,大粒径杂物析出质量较大;较大轮胎速度和较大水膜厚度会产生较大动水压力,但对自洁性能影响较小。     

动载下沥青路面超孔隙水压力分析

沥青路面结构内部的孔隙水在高速行车荷载的作用下形成的瞬时超孔隙水压力是造成路面水损害的重要原因。文中采用Hankel变换和波数域离散方法求解弹性饱和半空间体系的动力响应问题。分析了沥青路面在饱水状态下其内部孔隙水压力的变化规律以及弹性模量等材料参数变化时对孔隙水压力的影响。     

沥青混凝土的动水压力模拟试验

动水压力模拟试验方法是提高沥青混合料抗水损害性能需要研究的基础理论问题之一.在设计以气压传递激发沥青混凝土孔隙中水压动态变化的试验装置的基础上,通过封闭圆柱形试件的侧壁和在试件底端构造蓄水空间以引导水在孔隙中向下渗流,形成定向冲刷模式.经有限元计算发现随试件深度增加水压减小,说明半刚性基层沥青路面比排水基层沥青路面承受...     

移动轮载作用下饱和LSPM排水基层路面动力响应分析

将沥青混和料看作多孔介质,用有限差分法对饱水沥青路面进行流固耦合分析,研究排水基层路面的动力响应并与未设排水基层的路面进行对比,分析其抑制水损坏的机理。结果表明,设置排水基层后,正负动水压力和渗透力交替循环出现的现象仍然存在,但水压和渗透力均大大降低,进而抑制水损坏的发生;路面弯沉以波的形式向前传播;路面结构的变化对弯沉影响很小,弯沉并未因排水基层模量低而增大。     

沥青路面水的损害

简单介绍沥青路面水损害的现象 ,分析了沥青路面水损害的原因 ,指出了我国沥青路面规范的不足。     

沥青路面水损坏及防治措施分析

该文分析了沥青路面水损害的类型和特点,论述了沥青路面产生水损害的原因,提出了防治措施。