预制块体路面结构力学特性的有限元计算分析

针对预制块路面结构特点建立力学分析模型,运用数值分析软件对其路表弯沉进行计算,分析预制决厚度、基层模量、基层厚度及土基模量对块体路面结构受力的影响.计算结果表明,随着块体厚度增加,路表计算弯沉逐渐减小;在块体厚度相同的情况下,基层厚度越大,路表计算弯沉越小;基层底面的弯拉应力随土基模量增大而减小.     

某高速公路全线通车8年后的路面状况变化及原因分析(下)

4路表弯沉测量结果 我国的沥青路面结构厚度计算以路表弯沉值为指标.路表弯沉值表征路面结构的整体承载能力.     

单圆荷载下路面响应的近似计算

应用多元线性回归模型的方法建立了柔性路面三层连续体系在单圆荷载作用时，荷圆中心处路表回弹弯沉的计算简式。本模型的样本空间基本覆盖了常见的高等级公路路面结构层厚和模量范围。而且样本点的分布比较密集，因而公式可靠性高，与解析解的比较误差小。     

路基回弹模量对沥青路面结构受力的影响

针对不同的路基回弹模量,采用BISAR3.0路面应力计算程序,分析了路表弯沉、面层内剪应力与压应力、基层底拉应力等沥青路面结构受力参数伴随路基回弹模量变化的趋势。分析结果表明:路基回弹模量对路表弯沉和基层底拉应力影响比较大,对面层剪应力和压应力影响较小,较高的路基回弹模量可有效提高路面的结构承载力和疲劳寿命,改善路面使用性能。     

沥青路面FWD弯沉值温度修正理论研究

FWD(落锤式弯沉仪)在道路工程运用越来越广泛,其弯沉值的温度修正成为制约FWD运用的关键问题。由于沥青层材料和层位的原因,温度影响弯沉的实质是影响沥青层的模量。文章通过理论计算发现沥青层模量和路表弯沉呈双对数关系(1gD=a·1gE1+b),然而不同模量和厚度结构组合,系数数值不同。文章将分析系数与弯沉温度修正的关系,从不同沥青路面结构组合入手,计算发现不同模量、不同厚度组合对FWD弯沉值温度修正的影响,并分析产生这些影响的原因,有利于指导采集的FWD弯沉温度修正数据的统计分析。     

控制土基永久变形的设计指标研究

以我国1978年柔性路面设计规范规定的路面结构破坏标准为基础,利用弹性层状体系计算程序计算了典型粒料基层沥青路面的土基顶面压应变和路表理论弯沉值,并利用弯沉值修正公式对理论弯沉值进行修正;在此基础上,首先建立了路表实际弯沉值与土基顶面压应变之间的回归公式,结合1978年柔性路面结构设计规范中的弯沉值控制模型,初步建立了控制土基永久变形的土基顶面压应变控制模型。     

路基路面结构的参数敏感性分析

本文重点研究了柔性路面结构路表弯沉，路基顶面弯沉及其路基顶面压应变对路面结构参数的敏感性，在大量计算的基础上，提出了咱面设计指标的新观点，路表弯沉受各个参数的影响较大，不能明确反映路基路面结构的工作状态。计算表明弯沉控制和应力或应变控制不能得到一致的结果，路面设计应该重视路基顶面的压应变分析。高等级半刚性路面下，路基应变较小，传递工作区较浅，因此，设计的重点应该放在稳定性上。     

路面结构参数同时反算的人工神经网络法

利用传递矩阵方法，计算出柔性路面结构在轴对称荷载作用及层间完全接触情况下的路表弯沉值，以该结果为输入数据训练三层BP网络，得到较精确的网络权值和阈值，在此基础上实现对柔性路面结构层的模量和厚度参数的同时反算，计算分析表明该方法速度快且精度高，既可反算路面结构层的模量又能反算路面结构层的厚度，通过与实际值比较，其计算精度完全满足工程实际的要求。     

粒料层当量模量求解新方法——以粒料基层沥青路面为例

为了给沥青路面合理设计提供参考,围绕粒料的非线性特性对粒料层当量模量展开研究。基于Uzan三参数模型编制材料子程序,并引入Cary&Zapata模型对粒料回弹模量进行湿度调整;利用有限元方法开展不同温湿度组合下的沥青路面非线性结构计算;自主开发迭代反演算法,提出基于关键结构响应(沥青层底最大拉应变等效)的粒料层当量模量求解新方法,并结合当前基于路表弯沉的结构层反算模量进行比较分析。结果表明：(1)由于粒料的非线性,路表弯沉等效并不意味着内部关键结构响应等效,采用基于路表弯沉的线弹性模量反算体系对具有明显非线性的粒料层模量进行求解,存在不合理性;(2)自主开发的基于关键结构响应等效的粒料层当量模量求解方法快速稳定,沥青面层底部最大拉应变的相对误差可控制在1%之内;(3)以层状弹性体系为理论基础的沥青路面设计方法忽略了粒料层的非线性,造成荷载传力路径与真实情况存在偏差,使得实际弯沉(非线性)大于计算弯沉(线弹性),从理论上论证了中国当前“柔性基层沥青路面弯沉验收难以通过”的现实困境;(4)基于关键结构响应的当量模量与当前基于路表弯沉的反算模量之间存在良好的相关性,提出了二者的转换模...     

辽宁地区路表弯沉季节影响系数确定方法的研究

现行规范推荐的沥青路面路表弯沉季节影响系数已不适应如今公路建设快速发展的施工技术水平,需要通过研究路基路面各结构层的模量等参数变化对路表弯沉产生的影响.该文结合相关规范,提出路表弯沉季节影响系数的表达式.在公路弯沉检测过程中要重点考虑路基回弹模量变化对路表弯沉的影响,在对大量试验路段检测数据进行分析的基础上,通过公式计算分别提出不同地区不同条件下的路表弯沉季节影响系数,使其更具有区域性.     

沥青路面当量回弹模量的研究

根据承载板试验和弯沉检测的结果，建立了沥青路面计算弯沉与路面当量回弹模量的经验公式，提出了适合湖南省水文、地质、气候、材料和交通等条件的路面当量回弹模量的确定方法，从而为合理选定沥青路面结构的大中修设计方案提供了科学依据。     

基于路面模量施工变异性的路面可靠度分析及评价标准研究

为优化路面结构设计方法和提高路面施工质量控制,以路表弯沉和底基层层底拉应力为控制指标,采用蒙特卡罗可靠度计算方法,系统研究基层与底基层模量变异水平对可靠度的影响规律,在此基础上,提出基层与底基层模量施工变异性评价标准。结果表明:基于路表弯沉和层底拉应力的可靠度随着基层与底基层模量变异系数的增加逐渐减小;为同时满足路表弯沉和层底拉应力两项指标均有95%以上的可靠度,需保证基层与底基层施工模量变异系数小于16%。     

基于FWD路表动态弯沉盆参数的路基模量评价研究

为客观地反映既有路基的承载能力状况,基于结构动力学基本理论,建立了沥青路面结构的动力有限元数值分析模型,分析了路基模量参数与路表动态弯沉盆参数指标的相关关系,据此构建了路基模量参数的预测分析模型,并探讨了层问非连续接触、路面横向开裂及刚性层深度等因素条件对路基模量预测结果的影响.结果表明:路表动态弯沉盆参数指标与路基模量之间具有良好的相关性,路基模量可由直接弯沉参数指标d9、形状参数指标F8以及结构层厚度联合确定;路面开裂及层间非连续接触行为对路基模量参数的预测结果没有影响;当路基内刚性层深度小于6 m时,路基模量预测分析结果明显偏大.研究结果为进一步推广FWD测试设备在路基结构性能评定中的广泛应用提供了技术保障.     

带裂缝CTB沥青路面路表动态弯沉盆分布特征

为解决沥青路面模量参数反演时有效FWD弯沉盆测试数据甄别问题,采用三维动力有限元数值分析方法,探讨了半刚性基层沥青路面存在不同形式裂缝时路表动态弯沉盆的分布特征,提出了有效弯沉盆测试数据的筛选指标和标准,并结合依托工程进行了验证分析。研究结果表明:0.2 mm的裂缝宽度是决定半刚性基层沥青路面裂缝面之间是否存在接触行为的临界值;裂缝破损条件下,半刚性基层沥青路面路表动态弯沉盆分布规律与完好路面结构存在着显著的差异;直接路表弯沉及表面模量指标合理可靠,可以针对实测弯沉盆测试数据有效地进行筛选。研究成果为基于FWD测试技术正确实施半刚性基层沥青路面模量参数的反演分析,提供了前期技术依据与保障。     

基于正交理论的硬质沥青混凝土路面力学指标分析

为进一步了解硬质沥青混凝土路面的力学响应,采用正交分析方法分析中面层模量、中面层泊松比、下面层模量和面层厚度组合变化对沥青混凝土路面路表弯沉值和最大层底弯拉应力的影响.分析结果表明,面层厚度组合和中面层模量对路表弯沉值和最大层底弯拉应力的影响很大,增加沥青混凝土层厚度、提高中面层模量能够减小层底拉应力和路表弯沉值.硬质沥青混合料具有较高的模量,能提高沥青混凝土路面的整体力学性能.     

柔性路面结构的弯沉盆和路面层体模量的反算

本文介绍一些关于路表弯沉盆和路面层体模量反算的基本知识。     

柔性基层沥青路面轴数系数研究

应用基于弹性层状体系理论的路面结构计算程序，分别以路表设计弯沉值、沥青面层层底拉应力为换算指标，变换沥青面层、级配碎石基层、土基结构层的厚度、模量等结构层参数，同时考虑不同轴距变化的影响，计算柔，陛基层沥青路面轴载换算公式中的轴数系数。通过对计算结果的分析发现，轴数系数与结构层参数密切相关。进一步回归分析大量计算结果并与我国设计方法中轴载换算公式中的轴数系数取值作对比分析，提出建议的轴数系数计算公式。     

两种长寿命路面结构各层位参数影响性分析

通过Bisar3.0计算沥青路面结构的顶面弯沉、路基顶面压应变和沥青层底拉应变,将此3个计算结果作为指标值,以各个结构层的厚度和模量以及土基回弹模量为影响因素,通过设计正交试验,分析各层位参数对3个指标的影响量。结果表明,沥青面层厚度和基层回弹模量对沥青层底拉应变和土基顶面压应变有着较为显著的影响,而路表弯沉值受土基回弹模量的影响最为显著。     

柔性路面结构评价知识库系统

路面弯沉常用来无破损评价路面结构状态，根据路面弯沉反算的回弹模量用来表征路面结构层特性，目前各种反算方法的计算结果多取决于分析者个人的经验和输入参数的合理性，常常不一致。为使无破损评价更趋实用，本文建立了知识库系统－路面结构评价系统，该系统能提供合理的路面结构层模量估算值，特别是在数学反算方法无法求出合理结果时尤为实用。     

结构层模量对半刚性路面结构设计的影响

为研究结构层不同模量取值对路面结构设计指标的影响,根据弹性层状体系理论,利用有限元软件分析各路面结构层模量对无机结合料底基层拉应力、沥青混合料分层竖向压应力和路表弯沉的影响。分析表明:为满足无机结合料底基层疲劳寿命的要求,应选择较低的底基层模量、较高的路基模量和中下基层模量。通过提高上面层、中面层模量,减小下面层、上基层模量,降低沥青混合料层永久变形。增大各结构层模量,可减小路表弯沉。