修补模量对沥青混凝土路面坑槽补缝界面力学影响研究

为了研究坑槽修补材料与原路面材料的模量比对补缝界面力学性能的影响,通过Goodman零厚度单元模型,利用ABAQUS软件计算在荷载作用下不同模量比的补缝界面力学指标,分析补缝处力学指标随接触摩擦系数的变化规律。研究表明:补缝界面最大拉应力和最大剪应力计算结果受接触模型类型的影响显著,当摩擦系数μ0.8时,最大拉应力随模量比的增加呈非线性递增趋势;当模量比ζ≤1.0时,纵缝顶部存在最大拉应力峰值,为0.35 MPa;在模量比为0.5的纵缝顶部和模量比为8.3的补块表面存在最大剪应力峰值,为0.32 MPa。研究成果解释了修补材料与原路面材料模量相容性导致坑槽灾变破损机理,以期为修补材料选择和设计提供参考。     

基于摩擦特性的沥青路面坑槽补缝处力学行为分析

针对沥青路面坑槽补缝处黏结失效、力学性能退化严重等问题,研究坑槽修补尺寸及修补料与原路面材料的模量比对补缝处力学响应的影响,结合Goodman零厚度单元模型,利用有限元计算修补尺寸和模量比与荷载耦合作用下补缝处的力学指标,探讨补缝处力学指标随接触摩擦系数的变化规律。研究表明:不同接触模型对补缝最大拉应力和最大剪应力计算结果影响较大,不同修补尺寸条件下,纵缝最大拉应力出现在顶部,随着长宽比的增大呈先减小后增大趋势;剪应力在修补尺寸为100cm×100cm×9cm时有最大值,不同模量比时,随着接触状态的恶化,纵缝顶部最大拉应力不断增大,在模量比小于1.0时出现峰值;最大剪应力在纵缝顶部和轮载内边缘表面处较大,当模量比分别为0.5、8.3时出现峰值(0.32MPa左右),修补模量比宜控制在1.0~2.0之间。研究成果可为阐释坑槽修补尺寸和模量比下的路面破损机理提供力学依据。     

基于界面力学响应的沥青路面坑槽修补研究

使用数值模拟,基于界面力学响应研究了适宜的沥青路面坑槽修补的方法,得到如下结论:方形修补块在侧面更容易发生界面上的竖向剪断,从而可以认为圆形的修补方式更优;修补深度对底面剪应力有较大的影响,而对侧面拉应力和剪应力影响不大;侧面界面拉应力与剪应力随着修补面尺寸的增加而增大,底面界面剪应力随修补面尺寸增大而减小。侧面倾角的减小使3种应力降低,在倾角60°以下时更明显;随着模量比的增加,各项应力均呈下降趋势。因此在实际坑槽修补时,建议选择圆形补块形状,选择修补面直径为80cm～120cm,补坑底面尽量深,侧面可以根据破损情况处理成斜面,修补材料应选取模量较大者。     

沥青混凝土路面坑槽修补相容性分析

根据沥青混凝土路面坑槽修补的最终目的及其相容性准则,分析研究了粘层沥青与坑槽壁面石料、坑槽修补材料与旧沥青混凝土路面材料之间的相容性.良好的相容性有助于提高坑槽破损修补的效果和耐久性.     

高速公路沥青路面坑槽修补质量控制

通过对沥青路面坑槽修补质量的影响因素进行分析,结合目前坑槽修补过程中存在的一些问题,介绍一些新的养护材料和技术,总结高速公路沥青路面修补质量的控制要点,为以后高速公路路面坑槽修补提供借鉴依据。     

公路快速养护技术的应用研究

使用快速养护技术对沥青路面裂缝及坑槽进行现场修补。结果表明,采用乳化沥青灌缝和TL-2000抗裂贴两种方法对沥青路面裂缝病害的快速修补效果显著;采用冷补材料快速修补法和就地热再生修补法对沥青路面坑槽修补后,路面使用性能良好。对公路快速养护技术进行了全生命周期的经济效益分析,考虑交通延误成本后,快速养护较常规养护具有更好的社会经济效益。     

在旧有黑色路面上作沥青表面处治的几点体会

1961年～1963年我省相继在沈旅线0～13公里、94～99公里,沈本线0～3公里的现有黑色路面上进行表面处治。根据这三段路面的施工及通事后的情况,现提出以下几点体会。一、旧路面修整旧有路面,路况较差。为了做好新的表面处治层,我们采取以下的处理方法: (一)补坑槽旧有黑色路面,经大部分系双层表面处治,也有小部分系6厘米贯入式路面,因年久失养,造成路面坑槽连片,且深度不一,破坏情况不一。根据坑槽的大小情况,分别采取以下几种修补坑槽的方法: 1.6厘米深度或深于6厘米的坑槽,根据坑槽面     

沥青道面坑槽修补界面力学行为分析

针对沥青道面坑槽修补后耐久性差及界面、角隅处很快出现二次破坏等问题,借助ABAQUS有限元软件,建立沥青道面坑槽修补三维有限元模型确定最不利荷位;然后从修补深度、水平荷载系数及轴载等角度对修补后的沥青道面坑槽界面处的正应力及剪应力进行分析。结果表明:坑槽角隅处为最不利荷位;修补深度越小,坑槽板块越容易发生挤压破坏;随着水平载荷的增加,界面处合成剪应力急剧增加,尤其是在紧急制动时,其合成剪应力将增加1.2倍以上;轴载大小与界面应力呈线性相关,轮压每增加0.1MPa,界面压应力增大14.3%,合成剪应力增大20.2%。     

修补坑槽的建议

在路面养护工程中,修补后的坑槽再次破坏形成新坑槽的现象比较普遍,坑槽修补后再次形成坑槽的特点为:①多数始于边角,四角占的比例较大;②原坑槽处的油面较低,雨天积水;③多数是灰土先于油面破坏。坑槽修补后多呈矩形,这种形状虽然挖补时操作简便,但效果欠佳。因为修补坑槽夯实灰土基层时,矩形四角不易夯实,压实度不足,致使强度不匀。这是坑槽修补后再次破坏     

基于压力胶片技术的隧道纹理化路面抗滑性能研究

针对隧道水泥混凝土路面出现的抗滑性能不足的问题,从胎/路接触摩擦机理的理论分析出发,采用高精度压力胶片测试技术分别测试新型纹理化路面、沥青路面、刻槽路面及光滑水泥板上的轮胎接触应力分布,并根据相应的测试方法提出对应的评价指标。基于胎/路接触特性提出有效接触率指标评价轮胎接触界面的抗滑构造丰富度,以填补构造深度的缺陷。采用应力分布集中度指标描述轮胎接触应力集中效应,进而反映路表构造与轮胎橡胶的啮合作用。通过现场试验建立应力分布集中度与横向力系数之间的关系。结果表明:与传统上的认识不同,轮胎胎面橡胶与实际粗糙路面构造的接触为典型的点接触状态;有效接触率指标可以很好地表征汽车轮胎与路表构造接触的充分程度,随着路面构造粗糙度的增加,有效接触率下降;应力分布集中度指标与横向力系数之间呈现良好的线性相关关系;纹理化路面的粗糙构造对轮胎橡胶的嵌挤作用产生的应力集中有助于提高路面的抗滑摩擦系数,也进一步验证了纹理化措施对改善水泥混凝土路面抗滑性能的有效性。所选用的柔性压力胶片测试技术稳定可靠,操作简单,为水泥路面的抗滑性能评价与抗滑构造设计优化提供了新的思路。     

沥青路面坑槽几种修补方式的性能特点

0引言公路或城市道路达到其结构寿命年限时就会产生裂缝、拥包、坑槽等病害,从而影响行车的舒适性甚至安全。若不及时修补,路表水很容易淤积在坑槽内,使下面层长期被积水浸泡,出现材料松散、剥落,从而形成更深、更大的坑槽。若积水渗入路面基层,则会使基层材料软化,路面的整体承载能力大幅下降,导致沥青混凝土路面出现严重的结构性破损。而且,沥青混凝土路面一旦出现坑槽破坏,坑槽边缘和底部材料受到骤增的车辆冲击荷载作用,会加速坑槽破损的进一步扩展。所以,     

一种采用沥青瓦及电磁感应加热快速修补路面坑槽的方法

该文提出了一种新的沥青路面坑槽修补方法,沥青瓦是在沥青混合料四周及底部涂覆内含一定钢纤维的沥青黏结层而成的修补材料。该方法首先需清理坑槽,并采用沥青瓦填补坑槽,然后开通高频电磁场加热钢纤维,并使沥青瓦底部黏结层的沥青融化,使二者黏结在一起。同时分析了沥青黏结层厚度、钢纤维的数量与分布状态对沥青瓦黏结强度的影响。此外,采用汉堡车辙试验测试了沥青瓦的抗车辙性能,检验了水分对沥青瓦黏结能力的影响。结果表明:采用沥青瓦进行坑槽修补是可行的,修补后路面的耐久性与新建路面相当。     

抗滑表处封层技术在新台高速公路路面的应用

随着路面表层使用年限的增加,路面病害也逐步增多,其中尤以裂缝与坑槽病害显得较为严重。为了改善沥青路面的使用性能,防止路面病害的加速发展,保障行车安全,不仅要对已形成的裂缝与坑槽病害进行修补外,还应对路面表层进行适当养护。以新台高速公路为例,采用抗滑表处封层技术对表层路面性能进行修复养护,并对施工后三个时间段的表观质量、渗水系数、平整度、抗滑性能(横向力系数与构造深度)等指标进行了跟踪检测,结果表明路面结构的整体性能均得到了较大程度的改善。     

钢梁十字形焊接细节的应力集中效应研究

为了探究钢梁十字形焊接细节应力集中系数的影响因素,针对带过焊孔的焊接细节(焊接细节1)和对接焊缝错开的焊接细节(焊接细节2)制作试件进行模型试验,并采用ANSYS软件建立有限元模型,分析各焊接细节腹板、翼缘板和焊缝的应力集中系数,研究焊脚尺寸、过焊孔半径、焊缝宽度、焊缝余高、板件间隙宽度和间隙长度对各部件应力集中系数的影响。结果表明:焊接细节1各部件的应力集中系数均比焊接细节2的大;2种焊接细节典型测点的应变实测值与计算值基本吻合,相差均小于15%;对于焊接细节1,过焊孔半径对各部件的应力集中系数均有较大影响,板件间隙宽度对焊缝的应力集中系数影响显著,焊脚尺寸和板件间隙长度对各部件的应力集中系数影响较小;对于焊接细节2,仅对接焊缝余高对腹板的应力集中系数有显著影响,其余因素对各部件应力集中系数的影响均较小。     

基于微波加热的沥青路面永久性坑槽修补工艺

鉴于传统的坑槽修补法存在冷接缝、接缝处新旧料粘结薄弱、新料难压实、空隙率偏大易渗水等缺点导致寿命短的现状,提出了基于微波加热的沥青路面永久性坑槽修补法。采用微波加热源,新旧料温度一致,壁面为自然面,接缝可有一定倾角,粘结良好,力学计算表明可改善坑槽的拉剪应力,实现了结构永久性;采用易密实沥青混合料为修补材料,材料参数均匀、无突变,实现了材料永久性;关键施工工艺采用热沥青为粘结料、采用压缝带增强接缝粘结力及防水性能,形成了立体防水体系,实现了防水永久性。结构、材料、防水三大永久性相辅相成,基于微波加热的整套坑槽修补工艺从理论上和实体工程验证上均表明是永久性的坑槽修补法。     

刚柔复合型铺装坑槽发展规律及处治技术研究

文章提出并建立基于破损状况的刚柔复合型铺装性能衰变模型,对其典型病害进一步发展演变规律和受力特性进行分析;并基于室内试验研究,提出相应的病害处治方案。结果表明:刚柔复合型铺装出现裂缝、鼓包等病害后,病害周围会出现应力集中现象,上层环氧属热固性材料,在应力集中状况下,病害会逐渐发展为坑槽等病害,若未及时修补,将快速发展为结构性破损,甚至发展到下层浇注式铺装层。因此,以保护下层浇注式不发生结构性破损为原则,基于原结构恢复的养护理念,根据坑槽发展层位,进行分级坑槽修补技术研究。针对下层浇注,开发高性能预制浇注块快速修补技术;针对上层环氧,采用冷拌环氧沥青材料进行快速修补。研究成果可为国内类似浇注式铺装体系的快速养护提供参考。     

轮胎胎面与柔性路面摩擦接触的数值分析

应用有限元软件ANASYS建立了包括橡胶胎面和柔性路面结构的有限元模型,探讨了车辆处于自由滚动和紧急制动过程中在不同轮胎／路面界面摩擦系数下的胎面、路表的变形特性和接触应力分布状态。研究结果表明,界面摩擦系数是影响胎面与柔性路面摩擦性能的主要原因,随其值的增加路面弯沉减小,摩擦应力先增加然后保持稳定,但轮胎的磨耗增加,接触压应力增加。适当地丰富路表构造、提高界面摩擦系数能降低路面弯沉,增强紧急制动状态下的抗滑性能;但是当摩擦系数超过某临界值时,随其数值的增大所对应制动状态下的抗滑性能不再提高,且路面压应力明显增加。摩擦特性对路表抗滑性能和路面力学响应的研究提供了一定的理论基础。     

适用于沥青路面的常温浇筑式快速修复材料的研究

该文主要研究一种在沥青混合料路面病害初期,修补路面小范围坑槽的常温浇筑式沥青快速修复材料。以乳化沥青为黏合剂进行混合料常温拌和,利用微波激发效应提升材料温度,促使乳化沥青快速破乳,并在混合料中掺入一定比例的自热矿料促进温度提升速率。研究表明:使用BZ-160慢裂型乳化沥青作为黏合剂,能与集料充分拌和均匀;集料中自热矿料掺量为10%～15%时,可在不影响混合料使用性能的同时保证温度提升速率,在频率为2.45 GHz,输出功率为0.8 kW的微波下10～15 min内混合料温度升高至热拌沥青混合料成型温度且能满足性能要求;由于热传导及微波激发效应,促使靠近修补界面的原有混合料温度升高从而有所软化,通过加热后的碾压作用,修补料与旧路面整体再成型,材料结合良好无明显界面。这种沥青路面修复材料可实现施工现场常温拌和、设备需求量少,整体工艺耗时15～20 min,修复速度快,修复后新旧路面整体结构完整,且不渗水、耐久性能好。     

新旧沥青路面黏结界面处理方式对路面性能的影响试验

为研究新旧沥青路面黏结界面对修补路面性能的影响,采用含界面黏结缝的复合小梁以模拟修补后的新旧沥青路面,以界面黏结材料类型及用量、黏结面形式作为影响因素,分别进行了复合小梁的四点弯曲疲劳和拉拔正交试验。结果表明:①黏结面形式对复合小梁的疲劳寿命影响最大,黏结材料类型对复合小梁的界面黏结强度影响最大;②为综合提高复合小梁的疲劳寿命和界面黏结强度,建议最佳界面处治方案为:采用0.6kg/m~2的高黏弹改性乳化沥青均匀涂抹在倾斜角为30°的切割面;③即使采用结论②中的最佳界面处治方案,其复合小梁的疲劳寿命仍远远低于正常无缝路面。     

机场水泥道面部分厚度修补的力学响应分析

通过建立ABAQUS三维有限元模型,计算得到飞机轮载作用下补块和原道面的结构响应空间分布规律,分析得到了部分厚度修复中补块尺寸、底面接触条件、修补材料模量差异等因素对荷载应力的影响规律,提出了部分厚度修补时应注意的问题。结果表明:原板和补块的荷载应力均随着补块长宽比的增加,荷载应力明显增加,且修补深度越浅,长宽比对补块的影响越显著,但补块深度对原板和补块的荷载应力影响均不显著;补块与原道面底面接触条件对原道面的荷载应力几乎没有显著影响;修补材料模量的变化对原道面荷载应力的影响有限,但是,随着修补材料模量的增加,补块自身所受到的荷载应力显著增加。