旧砼路面接缝对沥青加铺层结构的影响

采用有限元静力分析方法,计算、分析了具有接缝的旧水泥砼路面土沥青加铺层结构在行车荷载作用下随接缝传荷能力的变化情况.结果表明,接缝传荷能力在很大程度上影响加铺路面结构的受力状态,是导致沥青加铺层反射裂缝出现的关键因素,建议在旧砼道路改造过程中增强接缝的传荷能力.     

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.     

脱空对水泥混凝土路面接缝传荷能力的影响

水泥混凝土路面为了减少温度开裂及干缩开裂,设置了接缝,而接缝却成了水泥混凝土路面最薄弱的部分。接缝的传荷能力对于水泥混凝土路面的路用性能和使用寿命,以及对于旧水泥凝土路面的罩面设计及其使用寿命具有较大的影响。为此,在确定了脱空模型之后分别对其进行动静荷载作用下的分析,找出了不同接缝模量和脱空尺寸对受荷板脱空、受荷板和未受荷板同时脱空时接缝传荷系数LW的影响规律。分析表明:对于同一脱空尺寸下,接缝模量的增大对接缝的传荷能力的增加是单调的;对于同一接缝模量下,对于单板下的脱空来说脱空尺寸为0.8 m是脱空尺寸与LW对应关系的一个拐点,而对于双板脱空则不然,LW是随着脱空尺寸的增大而增大的。     

水泥混凝土路面沥青加铺层结构强度计算方法探索

水泥混凝土路面上的沥青加铺层结构强度对其病害形成有重大影响,探索其结构强度计算方式具有重要现实意义。综合考虑沥青加铺层结构与病害特点,采用旧水泥混凝土面层板实测接缝传荷系数,表征沥青加铺层的结构强度;同时,根据试验段接缝传荷系数调查数据和沥青混凝土路面结构强度指数计算方法,以接缝传荷系数替代路面结构强度系数,计算沥青加铺层的结构强度指数。结果表明:旧水泥混凝土面层板接缝传荷系数与计算的沥青加铺层结构强度指数十分接近,两者的平均相对偏差率在2%以内,为沥青加铺层结构强度评定提供了有力支撑。     

旧水泥路面沥青加铺层温度荷载应力分析

针对目前旧水泥混凝土路面加铺沥青层存在的普遍现象,在分析沥青加铺层温度场及温度应力的基础上,对某公路不同沥青加铺层的温度荷载应力进行分析。结果表明:对旧水泥混凝土路面进行处治、修复和采取防范措施后加铺沥青层,效果较直接加铺沥青层应力状况有了明显改善,建议在实际工程中先改善传荷能力,再铺设STRATA应力吸收层。     

水泥砼沥青加铺层路面反射裂缝成因分析

以南方某高速公路为依托,通过对加铺层反射裂缝发生的性状进行现场调查、钻芯取样,并从加铺层结构、材料以及原水泥砼路面接缝传荷等方面进行加铺层反射裂缝成因分析。结果表明,基层和土基强度明显较弱、旧水泥砼板接缝传荷差且脱空病害未作处治,导致加铺层反射裂缝病害过早出现;同时,应力消散夹层的合理设置也是延缓反射裂缝产生的关键措施。     

土工合成材料在改造旧水泥混凝土路面中的应用研究

介绍了玻纤格栅、土工布在沥青加铺层改造旧水混混凝土路面中的应用实例，进行了理论分析、疲劳试验。结果表明：采用土工合成材料可有效地减少由荷截、温度、地基脱空等产生的不利影响；延缓原不水泥混凝土路面的接、裂缝在沥青混凝土加铺层中的反射；减少加铺层厚度；节省工程造价。     

碎石化的旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力分析和开裂预估

将碎石化的结构层分为上部、中部、下部3个部分,对其加铺层应力进行了分析,并对水泥混凝土加铺层的开裂进行了预估。结果表明:在进行碎石化层的水泥混凝土路面结构时,对路面寿命有较大影响的因素有行车道板间及板纵向的传荷能力、碎石化层温度梯度、下部模量、脱空面积以及水泥混凝土加铺层厚度,沥青混凝土夹层厚度、路肩和行车道、摩擦系数对路面结构使用寿命影响非常小,可忽略。在对疲劳开裂进行预估的时候,可以控制载荷疲劳应力的大小以及温度的疲劳应力,防止水泥混凝土路面板产生疲劳开裂,这样水泥混凝土的设计抗拉弯强度就会小于其综合作用力,并给出了疲劳断裂极限状态计算公式及相应的可靠度系数。     

机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝传荷能力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了考虑接缝传荷能力的机场水泥混凝土道面加铺层结构的足尺9块板三维有限元模型,分析了机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝处的应力和弯沉情况,研究了接缝传荷系数随接缝刚度的变化规律。结果表明:机场水泥混凝土道面加铺层接缝处的应力、弯沉及传荷系数随接缝刚度呈S形曲线变化;挠度传荷系数与应力折减系数呈良好的一阶指数增长曲线关系。     

水泥砼上LSM结构的地基弹性梁响应分析

针对刚性路面板底脱空引起的不均匀沉降对LSM(大粒径沥青混合料)加铺层结构的影响问题,从路面结构受力方面分析脱空基层的沉降曲线特性,采用k地基板上的弹性梁进行试件模拟,并运用Origin拟合的方法推导出相应的荷载值,为工程实践提供理论依据。     

水泥混凝土路面板下地基脱空状况的评定与分析

以重复荷载下的接缝工作特性为基础,通过对第一传荷状态临界荷载及其对应弯沉影响因素的分析,指出脱空对弯沉的影响是显著的,并提出以第一传荷状态临界荷载与对应弯沉为指标的脱空评定模型与评定方法,使评定工作在单板系统基础上进行,排除了接缝传荷状况不确定的影响。最后,给出脱空尺寸与弯沉典型回归关系式,从而能够利用FWD对水泥混凝土路面板下脱空进行快速评定。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力影响因素分析

为了分析旧水泥路面沥青加铺层的应力分布情况,采用三维有限元力学计算方法,分析加铺层模量、旧水泥混凝土板的有关参数以及基础条件对加铺层应力的影响。由计算可知,在一定程度内,加铺层模量的增大有助于减弱荷载造成的损害;适当增大接缝宽度,提高基层和土基的模量及有效处治板底脱空,可以减小沥青加铺层内的应力,延缓或防止反射裂缝发展。     

基于FWD的水泥混凝土路面脱空与传荷作用机理动力有限元分析

采用动力有限元方法,研讨了基于FWD荷载作用下的水泥混凝土板下基础脱空与接缝传荷间的相互作用机理,以了解不同脱空尺寸和不同传荷能力对面板受力和路表各传感器弯沉盆曲线形状及弯沉盆参数的影响,为有效评定水泥混凝土路面地基脱空提供理论依据和参考。     

水泥砼路面板角弯沉的影响因素分析

利用有限元程序,分析了路面各结构层参数、路面板平面尺寸、接缝传荷能力、板角脱空及脱空与传荷相互作用等因素对FWD板角弯沉值的影响,并建立了接缝传荷与板角弯沉的回归公式.研究结果表明,板角弯沉受面层模量、面层厚度、基层和土基模量影响较大,受基层厚度影响较小;板角弯沉随着板平面尺寸的增大其减小比例在2%以内,正常板尺寸变化情况下可以忽略其影响;接缝传荷修正系数随接缝传荷能力的增加呈指数衰减变化规律;脱空尺寸对板角弯沉的影响较其对其他弯沉影响更为显著;弯沉值在接缝传荷和板角脱空共同作用下的变化比仅受其中一项因素影响时的变化更为明显.     

板底脱空对水泥混凝土路面接缝传荷的影响

基于路面力学专业有限元软件KENSLABS,建立起板底横缝处存在脱空的水泥混凝土路面双块板设置传力杆的数值模型。在考虑板重和温度翘曲的情况下,阐述了两种脱空形态(接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空)下脱空高度(即初始间隙)的改变对轮载传荷能力的影响,对比研究了在两种脱空形态与板底无脱空时传力杆直径、间距、松动量以及支承模量等参数对传荷能力的影响权重,分析了传力杆非均匀布设对传荷系统的优化效果。结果表明:接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空时,传荷系数随着脱空高度分别呈递增、递减规律,但传荷系数趋于稳定时,接缝两侧均脱空时,板块最大挠度的绝对值更大;不同脱空形态下,传力杆各项参数均与传荷系数呈线性相关关系,传力杆松动量对传荷系数的影响最为显著;不同脱空形态下,传力杆非均匀布设能提高传荷系数,同时减小传力杆承受的最大剪力。板底脱空传荷能力评价宜同时考虑传荷系数和各板块最大挠度值的绝对值,传力杆非均匀布设对传荷系统的优化宜以传荷系数和传力杆所受剪力同时评价。     

水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能研究

该文介绍了水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能的研究。为了解不同措施延缓水泥混凝土路面加铺沥青层结构反射裂缝的效果,建立了考虑接缝传荷能力的水泥混凝土路面加铺沥青面层结构三维有限元分析模型,以Paris裂缝扩展寿命描述反射裂缝扩展。研究发现各种措施扩展寿命大小差异与接缝弯沉差有关。防裂贴与应力吸收层组合结构的扩展寿命最大,土工布与防裂贴扩展寿命接近。不同防反措施扩展寿命随接缝弯沉差的衰减速率大小为:防裂贴加应力吸收层,应力吸收层,玻纤格栅,土工布,直接加铺。     

薄层橡胶沥青加铺结构层间剪应力研究

水泥路面加铺薄层橡胶沥青功能层是一种典型的刚柔复合式路面,其受力状态可视为无限大弹性连续层状体系,该文采用BISAR软件分析层间粘结强度、沥青层的弹性模量、层间摩擦系数和加铺厚度等因素对加铺的薄层橡胶沥青层层间剪应力的影响进行计算。研究结果表明:薄层橡胶沥青层层间剪应力随着层间的接触状态而变化,层间最大剪应力的大小与位置和层间的接触状态有很大关系,层间最大剪应力随着沥青混凝土的模量的增大而减小,但减小的程度很小,甚至可以忽略,随着加铺层厚度增加,层间最大剪应力减小。     

旧沥青路面开裂状况对加铺层结构影响分析

旧沥青路面裂缝是对加铺层使用性能及寿命造成影响的最为直接的原因之一,而现有的加铺层设计方法对此考虑不足。针对于此,建立有限元模型,设定旧沥青路面开裂宽度变化范围为0～15mm,开裂深度变化范围为0～30 cm,系统研究了旧路开裂状况对沥青加铺层结构荷载内力及温度内力的影响规律,从而为旧沥青路面加铺层设计提供参考。     

机场复合式道面力学响应敏感性分析

为了研究不同边界条件对飞机轮载作用下机场复合式道面力学响应的影响,基于三维有限元模型,考虑临界荷位到水泥混凝土板接缝的传荷能力,获取了不同起落架构型的3种飞机(B737-300,B767-300ER和B777-300ER)轮载作用下复合式道面各层的力学响应,并对不同层间结合系数、不同沥青加铺层厚度、不同水泥板厚度及有无制动力下复合式道面的力学响应做了对比分析。结果表明:多轴起落架荷载下的力学响应呈多应力峰值,力学响应随轮轴数增加显著增大且呈现出叠加效应;随着层间结合系数的减小,沥青加铺层表面应力峰值和沥青加铺层层底应力峰值均增大,水泥板底拉应力峰值减小,机型越大,力学响应对层间结合系数的敏感性就越强;随着沥青加铺层厚度的增加,沥青加铺层层底拉应力峰值逐渐增大,板底部拉应力峰值均匀减小;沥青加铺层层底应力峰值随着水泥板厚度的增加而减小;水泥板厚度在25～35 cm时,水泥板底应力峰值随厚度增加而减小,厚度在35～40 cm时,板底应力峰值随厚度增加反而增大;飞机制动过程中,沥青加铺层表面的纵向压应力增加显著,解释了跑道两端车辙比较严重的现象;沥青加铺层层底,在起落架前方表现为压应力,在起落架后方表现为拉应力,拉应力峰值沿着飞机运动方向呈阶梯形减小,除单轴双轮的B777-300外,其他机型作用下沥青加铺层层底拉应力增加显著,很好地解释了跑道两端滑移裂缝、疲劳裂缝严重的现象。