半刚性基层沥青路面横向裂缝的演变规律

为了研究沥青路面横向裂缝的演变规律,依托江苏省高速公路历年的检测数据,选取部分路段进行精细化跟踪观测,考虑了环境和材料等因素的影响,分析了横向裂缝密度随路龄的演变规律,建立了演变模型,进行了预测分析。结果表明,横向裂缝受低温的影响较大;与AK-13或PAC-13相比,上面层材料采用SMA-13时裂缝密度较小;横向裂缝的宏观演变规律呈现出初步发展、稳步发展、快速发展的三阶段特征,可以使用结构行为方程表征;当路面养护及时时,裂缝发展较慢,方程参数β值较小。     

基于时间序列法的高速公路沥青路面横向裂缝间距发展模型研究

横向裂缝作为高速公路沥青路面的主要破损类型之一,对路面使用性能影响较大。文中分析了高速公路沥青路面横向裂缝的发展规律,采用时间序列法得到横向裂缝间距的发展模型,并进行了实测值和计算值的对比分析。结果表明,通车前期高速公路沥青路面横向裂缝的发展较平缓;通车一段时间后,横向裂缝迅速发展,横向裂缝间距快速减少;裂缝间距减少至一定程度后,又以平缓的趋势减少,最终稳定在30m左右。基于时间序列法建立的横向裂缝发展模型是可靠的,可用于描述横向裂缝间距的发展规律。     

关于隧道结构的安全推演及寿命预测

隧道的寿命一直是行业研究的重要课题,相关研究大致可分为两类:一类是基于隧道环境的材料耐久性研究,认为衬砌寿命即隧道寿命;另一类是基于材料劣化的结构安全性研究,不考虑隧道结构受力对材料劣化的影响。现结合上述两类研究提出隧道结构体系受力演变模型,以反映各种因素的相互作用及隧道结构的内力演变和安全性演变,是一种新的研究思路。研究的主要内容有两项:其一为钢筋混凝土偏压构件的安全性演变;其二为隧道衬砌结构的内力及安全性演变。前者基于目前钢筋混凝土材料耐久性的研究成果,分析了材料劣化过程对偏压构件安全性演变的影响规律;后者通过隧道结构体系受力演变模型,分析了材料劣化及病害发展过程等对隧道结构内力和安全性演变的影响规律。研究表明:钢筋混凝土材料具有良好的耐久性,正常情况下能满足隧道设计寿命的要求,结构安全受钢筋锈蚀的影响比混凝土劣化要大很多,延缓钢筋锈蚀是隧道预防性养护的工作重点之一;隧道衬砌裂缝的出现会改变结构的内力分布,但一般不至于引起结构内力的明显恶化,除非裂缝存在发展迹象;拱脚处地层弱化对隧道结构安全的危害较大,维持围岩的稳定以及衬砌背后的密实性,是保障隧道结构安全性和使用寿命的前提条件。     

纵向裂缝对预应力空心板桥承载力影响分析

既有预应力混凝土空心板桥梁底纵向裂缝是一种较为常见的病害现象,为了分析纵向裂缝对全桥受力性能的影响,从而指导对类似桥梁的养护和加固,对某先张法预应力混凝土空心板连续梁桥进行了正常运营设计荷载下的静力试验及理论分析。结果表明:静力荷载作用下各空心板的静力指标均满足实验规程的要求,纵向裂缝对空心板桥正常运营设计承载力的影响很小;实测梁体横向分布影响线与未开裂截面的理论值较为接近,纵向裂缝对桥梁整体工作性能影响较小;荷载作用下,梁底纵向裂缝开裂两侧剪切效应不明显,对空心板抗扭性能影响较小。     

CRCP路面早期横向开裂的机理分析

分析了连续配筋砼路面(CRCP)裂缝的出现与分布规律,对路面早期横向开裂的影响因素进行了探讨。     

连续配筋混凝土路面表面裂缝影响因素的分析

为了研究带有横向裂缝的连续配筋混凝土路面在外荷载作用下,水平荷载、钢筋位置以及配筋率对路面裂缝开展的影响规律,该文运用有限元软件ANSYS建立连续配筋混凝土路面的三维模型,并应用断裂力学理论及奇异等参元法,对其路面的横向裂缝进行了数值分析,研究了裂缝尖端到钢筋层的距离、配筋位置、路面的水平荷载以及配筋率等参数对连续配筋混凝土路面面层裂缝尖端的应力强度因子影响规律,从理论上探讨了连续配筋水泥混凝土路面的工作机理。结果表明:水平荷载对连续配筋混凝土路面面层裂缝扩展有很大的影响,钢筋对不同位置的裂缝的抑制效果不同,适当增加配筋率能抑制连续配筋混凝土路面面层裂缝的开展。     

高速公路沥青路面裂缝发展对路面结构性能的影响研究

沥青路面随着服役年限的增加,路面横向裂缝逐年递增,在不同段落区间,横向裂缝分布密度不同,笔者结合相关工程,开展了不同裂缝密度段的路面结构性能研究以及裂缝的产生对路面结构性能的影响研究。结果表明:对于不同裂缝密度段,裂缝密集段混合料疲劳寿命分别是裂缝中等段和较少段的67%和34%,断裂能分别是裂缝中等段和较少段的76%和52%,裂缝的产生加速了面层混合料性能的衰减;裂缝两侧,对于面层混合料,相比距离裂缝2.5m处的芯样,0.5m和1.5m处疲劳寿命分别减少了41%～68%、12%～52%,对于基层混合料,裂缝两侧1.5m内,基层疲劳寿命均小于100次,说明裂缝的产生加速了路面结构寿命的衰减,裂缝对周围0.5m范围内的路面结构强度及性能影响最大。     

鱼腹式箱梁横向受力的数值分析

介绍了箱梁横向受力的解析法与有限元分析法的特点。结合工程实例,对预应力混凝土鱼腹式连续箱梁的横向受力进行数值模拟,通过多工况计算分析,找出了最不利荷载分布模式,得到了各工况应力、内力以及裂缝开展的规律。计算表明,若桥面板横向不配置预应力钢束,则可能导致箱梁横向开裂,且裂缝超过规范容许值,从而影响整体结构的耐久性,该文计算方法是桥梁纵向设计计算的必要补充,所提出的合理化建议已被采纳,经试验及工程实践验证取得了良好的效果。     

沥青路面预防性养护时机研究

通过沥青混合料的MTS中点小梁疲劳弯曲试验获得了疲劳寿命方程,分析了裂缝长度与N／Nf的相关关系;结合实际道路情况确定出沥青路面标准轴载作用下的疲劳寿命,并对疲劳破坏进行了定量的预测;针对疲劳破坏对沥青路面性能的影响规律,对沥青路面预防性养护时机进行了研究,提出了基于裂缝长度的沥青路面预防性养护最佳时机的确定方法。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺结构力学分析

为防止和延缓旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层反射裂缝的产生和发展,采用有限元法,对直接加铺与施加防反射裂缝措施后再进行加铺的路面结构进行了力学分析和比较,以总结交通荷载、温度变化、材料参数以及采取防反射裂缝措施后对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的影响规律.     

沙漠戈壁公路沥青路面裂缝成因分析及处治措施

我国沙漠戈壁公路在建成不久后路面病害就显现出来,特别是裂缝类病害,尤为严重.以G215国道柳园至敦煌公路沥青路面裂缝为例,横向裂缝、纵向裂缝广泛分布.调查分析裂缝的特征,分析出沙漠戈壁的极端气候,路面材料选择不当,盐渍土对路基、路面的侵蚀及过往施工质量问题是沥青路面裂缝病害的成因.根据裂缝形成的原因,提出沙漠戈壁公路沥青路面裂缝的处治措施,可为同类工程提供经验.     

不同基层状态下的沥青路面荷载应力分析

为比较在行车荷载作用下,基层未开裂及开裂状态不同时沥青路面结构内的应力响应情况,采用有限元方法对不同工况分别建立模型,计算分析水泥稳定碎石基层沥青路面在不同水平荷载、层间条件时,结构内的应力分布。分析表明,层间粘结状态是影响裂缝扩展的重要因素;面层-基层粘结不好时,面层底部的拉应力和剪应力值都急剧增长,即使基层不开裂,面层内也会产生由下而上的横向裂缝及沿行车方向的纵向裂缝;已开裂但尚未沿深度方向贯穿基层的横向裂缝在荷载作用下会迅速反射至面层;待基层收缩裂缝充分发展并进行处治后,再铺面层可减少和延缓反射裂缝。     

大跨径钢桥箱梁面板下梯形加劲肋参数变化对铺装层应力的影响分析

大跨径钢桥面层铺装常见的破坏类型之一是铺装层表面拉应变过大引起的铺装层纵、横向开裂,这是与钢箱梁正交异性面板的加劲肋设计与布置密切相关的。本文将正交异性钢桥面板、铺装层作为整体建模,借助有限元分析软件详细研究了钢桥面板下梯形加劲肋三参数变化对铺装层表面变形的敏感性,并进一步从铺装材料模量变化和不同的荷位分布两方面分析了铺装层表面的横向拉应力分布规律,得到了一些有益的结论,以期为大跨径钢桥桥面铺装设计、桥面铺装层破坏指标的确定和钢桥面系结构刚度设计提供有益的参考。     

非均布移动荷载下含表面裂缝路面结构应力响应

采用移动加载的动载模型,考虑轮胎花纹形式,选用非均布轮胎荷载模式,建立三维有限元路面结构模型分析了非均布移动荷载作用下含表面纵向和横向裂缝路面结构的应力响应,以探求移动荷载作用下表面裂缝的开裂机理.采用空间有限元——时间差分法对问题进行数值求解.分析过程中对裂缝尖端网格局部进行加密处理,并用位移法求取裂缝尖端的应力强度...     

CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝影响因素分析

应用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,采用断裂力学理论及奇异等参元法,对连续配筋混凝土和沥青混凝土(CRC-AC)复合式路面中沥青层反射裂缝问题进行了数值分析。探讨了I型和II型的应力强度因子(K1、K2)在沥青层裂缝扩展过程中的变化规律及路面结构参数对K2的影响。研究结果表明:K2是荷载作用下导致沥青层反射裂缝产生和发展的主要原因,其随着荷位的增大而变小;沥青层厚度的增加、横向裂缝间距的加宽、配筋率的适当增加和底基层强度的提高可以降低K2,延缓CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝的开裂扩展。     

冲击碾压改建路面施工对路基动力效应的试验研究

针对冲击碾压对在旧水泥混凝土路面改造过程中形成的动力效应和破碎产生机理,以某一工程为对象,利用有限元分析软件,开展对冲击碾压破碎水泥混凝土板的静态力学分析和瞬态动力效应分析,获得不同行驶路线下的水泥混凝土路基应力状态和破碎产生机理。研究结果表明:静态力学下,面板角形成最大位移,板底产生最大应力,板角处最先形成断裂带。轮压处周边位置板块出现翘曲变形,存在纵横弯曲现象;瞬态动力下,板底最先形成横向断裂带,并由下向上扩展,面板中部出现横向断裂,由板底向上扩展。当碾压3遍后,板中部横向裂缝扩展至板全宽,形成断裂破碎。完成一定遍数冲压后,横向断裂扩展至面板表层,贯穿整个板块,并将水泥混凝土面板层整体分割成均匀碎块。     

考虑半刚性结构层横向贯通裂缝的沥青路面疲劳特性分析

采用有限元计算分析在无横向裂缝和有横向贯通裂缝两种工况条件下沥青路面的弯沉、沥青层最大拉应力和最大剪应力、半刚性层最大拉应力以及计算疲劳寿命,分析结果表明,考虑半刚性层存在横向贯通裂缝时,内部应力增加且计算疲劳寿命将大为降低。在提出高速公路沥青路面结构必要时应考虑存在裂缝的工况下进行验算。     

骨料特性对道路混凝土抗裂性的影响

水泥混凝土路面常见病害之一是路面出现裂纹或较大裂缝,严重影响了路面质量。如何提高混凝土的抗裂性、降低其脆性在路面混凝土中尤为重要。本文试验研究了骨料岩性对混凝土力学性能、极限拉伸、干燥收缩、自身体积变形、热膨胀系数等性能的影响,以期获得骨料对混凝土抗裂性能的正确认识。     

高性能环氧树脂处治水泥混凝土路面裂缝研究

水泥混凝土路面由于设计、施工、养护不当极易产生收缩裂缝，对于水泥混凝土路面的使用寿命有着极大影响，是水泥混凝土路面丧失承载力的主要原因之一。首先对水泥混凝土裂缝修复机理进行分析，提出了修复材料的性能要求。接着，通过系统的室内试验和对比，指出了高性能环氧树脂材料是处治水泥混凝土路面收缩裂缝的优良途径之一，并提出了水泥混凝土路面裂缝相关分析的系统试验方法。