不同荷载作用下半刚性基层弯沉验收标准研究

针对中国沥青路面超载现象较多,而设计规范中轴载换算公式不适用于超载情况,半刚性基层弯沉检测标准值需进行修正,计算半刚性(底)基层弯沉验收标准值时采用的设计回弹模量与实际工程中半刚性基层材料模量相差较大的问题,通过温度-龄期公式计算出半刚性(底)基层的实际回弹模量,基于层状弹性体系理论,采用BISAR软件计算出不同轴载下半刚性(底)基层顶面的弯沉检测标准值。     

基于弯拉应力等效的地基当量回弹模量

以往多层地基的顶面当量回弹模量大多是按弯沉等效得出的,该值对计算地基上面层或基层的弯拉应力是不适合的.为此,在弯沉等效的地基顶面当量回弹模量计算式的基础上,通过对荷载圆半径的修正,将弯沉等效转变为弯拉应力等效;进而,总结出了三层结构时单圆和双圆荷载的荷载圆半径修正系数回归公式,并拓展至多层结构;最后,通过工程实例证实,用弯沉等效的地基顶面当量回弹模量计算刚性或半刚性基层层底弯拉应力偏小13％～22％,而用弯拉应力等效的地基顶面当量回弹模量计算得到的基层层底弯拉应力与理论值的误差不超过1％.     

水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量Et的修订建议值

由于《公路沥青路面设计规划》（ＪＴＪ０１４－９７）已颁布实施，土基与基层材料的回弹模量较前有较大变化，则相应的水泥混凝土路面设计中土基与基层材料的回弹模量应进行修正。水泥混凝土跃同设计中基层顶面的当量回弹模量Ｅｔ也应有所修正。该文通过大量计算，拟定了水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量修订建议值，可以向有关设计、施工、管理及其他有关部门推荐采用。     

水泥混凝土路面基层顶面模量的修正

建立基层顶面模量修正系数n与弯沉综合修正系数F的相关关系，从而根据F的经验方程推出n计算式，并将基层顶面模量修正系数n隐含至水泥混凝土路面荷载应力计算公式和轴载换算方程中，使设计更为简便。     

基层顶面当量回弹模量换算新方法

指出现行水泥混凝土路面设计规范中基层顶面当量回弹模量换算方面存在不足,在大量计算分析基础上,回归出了精度和外延性更高的基层顶面当量回弹模量换算公式。     

沥青路面反算模量的温度修正

根据落锤式弯沉仪（FWD）实测的弯沉盆，采用同伦方法反算沥青路面结构层的模量，分析沥青面层反算模量与温度的统计关系，并建立反算模量的温度修正公式。     

级配碎石刚度过渡层回弹模量的非线性特性

设置于路基与半刚性基层之间的级配碎石层起着重要的功能与结构刚度过渡作用,为了研究级配碎石模量的非线性特性,通过室内动三轴试验分析了含水率、压实度、最大粒径、围压和偏应力对动回弹模量的影响,发现级配碎石动回弹模量受含水率影响较为显著,压实度次之,集料最大粒径的影响程度不明显;动回弹模量随围压的增大而增大,随偏应力增大而缓慢增大。以既有的动回弹模量模型为基础,得到了非线性模型参数,建立了依赖于实际应力状态变化的级配碎石动回弹模量预估公式。研究结果表明:级配碎石动回弹模量具有明显的非线性特性,修正的基于八面体剪应力的回弹模量预估模型考虑了体应力和剪应力的影响,更适合于表征级配碎石回弹模量的应力依赖性。     

基于FWD的沥青路面弯沉及反算模量的温度修正

利用落锤式弯沉仪(FWD)在中原地区沥青路面的实测弯沉盆,采用系统识别方法对沥青路面结构层模量进行反算,进而分析沥青路面弯沉及反算模量与沥青温度之间的关系,并建立了相应的温度修正公式。     

不同龄期对水稳基层强度与模量及其内在联系的影响研究

针对沥青路面水泥稳定类基层设计指标、施工控制指标以及竣工验收指标存在的不一致性,该文通过水稳基层材料室内试验探究了不同龄期对骨架密实型水泥稳定碎石基层无侧限抗压强度和抗压回弹模量的影响,指出了强度与模量随龄期的变化规律并分别建立了两指标随龄期变化的对数回归公式,以及同龄期下模量与强度的相关关系,为实现设计指标、施工控制指标以及竣工验收指标的一致性提供了理论依据,从而更好地控制水泥稳定基层的施工质量。     

多层路面路表弯沉简式计算新方法

本文提出了三个以弹性体系路表弯沉设计指标的近似计算公式，其公式型式简捷；计算简便，除了能计算常规路面结构的路表弯沉指标外，还能计算基层模量大于面层模量时的路表弯沉，克服 了现行设计规范不能计算“倒装结构”的缺点，近公式与弹笥多层体系精确解的大量计算结果比较发现，在公式的适用范围内，精度很高，完全可以满足工程和有关研究工作的需要。     

沥青混合料动态模量预测方法研究

首先,采用3层复合微观模型与GSCS微观模型,推导出沥青胶浆动态模量与沥青混合料动态模量之间的换算公式。其次,选取8种沥青并拌制沥青混合料,通过试验分别测定沥青胶浆及沥青混合料的动态模量,对推导出的换算公式进行验证。结果表明:利用修正的GSCS微观模型和3层复合微观力学模型,可根据沥青胶浆的动态模量准确预测沥青混合料的动态弹性模量和动态剪切模量,具有一定的实用价值。     

纤维沥青混凝土的等效劲度模量

根据复合材料细观力学理论探讨了低温条件下纤维沥青混凝土的等效劲度模量的分析方法。应用Y．H．Zhao和G．J．Weng提出的纤维增强复合材料的等效模量公式，计算了具有不同纤维掺量的沥青混凝土在不同温度状态下的等效劲度模量，对计算结果与劈裂试验结果进行了比较和误差分析。从温度、纤维掺量和纤维性状3个方面分析误差产生的原因，其中温度为主要影响因素，而纤维本身的性能对结果误差基本没有影响，根据误差分析结果提出计入温度影响的纤维沥青混凝土等效模量公式，通过修正公式计算得到的结果与试验结果取得较好的一致性。     

级配碎石回弹模量试验方法研究

在分析现有6种级配碎石回弹模量试验方法所存在的问题及原因的基础上,提出了一种新的级配碎石回弹模量室内试验方法——有侧限顶面法,推导了侧限修正系数公式和对侧限变形引起的误差进行了分析;并与室内承载板法进行了对比试验。     

高等级沥青路面表面裂缝扩展规律及寿命研究

为了减缓沥青路面表面裂缝,基于断裂力学理论并应用有限元软件ABAQUS,建立了20节点等参元有限元模型,对路面表面裂缝进行数值计算,且采用Paris公式预测了表面裂缝扩展寿命,分析探讨了应力强度因子K2在表面裂缝扩展过程中的变化规律及路面结构参数对表面裂缝疲劳寿命的影响。计算表明:(1)表面裂缝的扩展只考虑偏荷载作用,在裂缝的扩展过程中,随着表面裂缝向下不断的扩展,其K2增大到一个峰值后,再缓慢下降。(2)在路面结构参数正常取值的范围内,对表面裂缝扩展寿命影响较大的是面层厚度、面层模量、基层模量,而土基模量、底基层厚度、底基层模量、基层厚度对表面裂缝扩展寿命的影响很小。     

基于沥青路面结构层疲劳寿命的路面结构层模量组合研究

考虑路面各结构层不同的模量组合,建立不同路面结构的有限元模型,分析基层模量和底基层模量对于沥青面层层底拉应力和底基层层底拉应力的影响规律,并通过沥青路面抗疲劳开裂的经验公式,预测不同路面结构组合的沥青路面疲劳寿命,分别对沥青面层和基层合理的模量组合,以及底基层和路基模量匹配进行研究.结果表明:当面层与基层模量比值(E面层/E基层)小于1.8时,沥青面层疲劳寿命随E面层/E基层的增加迅速降低,E面层/E基层大于1.8时,面层疲劳寿命随E面层/E基层的增加缓慢降低,疲劳寿命预测值降为2.3万～160万轴次;底基层模量和路基模量比值(E底基/E路基)较低时,底基层疲劳寿命随E底基/E路基的增加迅速降低,E底基/E路基大于20∶1时,底基层疲劳寿命缓慢降低,疲劳寿命的预测值已经降低到200万标准轴载作用次数以下;通过考虑E面层/E基层和E底基/E路基的路面疲劳寿命等值线图,可以确定路面设计疲劳寿命对应的E面层/E基层和E底层基基/E路基的合理取值.     

TLA改性沥青路面施工质量无损检测技术

依托"佛山一环"TLA改性沥青路面施工实践,研究了相应的无损检测技术和评价标准,提出了密度无损检测技术即无核密度仪(PQI)检测压实度并评价离析程度的标准和方法、刚度无损检测技术即便携式落锤弯沉仪(PFWD)检测模量及其均匀性的评价标准、沥青面层模量的温度修正方法及水泥稳定碎石基层模量的龄期修正方法,为"佛山一环"TLA改性沥青路面施工过程质量控制提供可靠的技术措施,使该工程施工过程整体处于可控状态。     

回归计算在刚性路面设计程序中的应用

本文运用回归分析的方法，建立了拟合刚性路道面设计规范中混凝土板荷载应力和基层顶面当量回弹模量数据高精度的回归公式，公式的应用为刚性路道面设计程序快速，便捷和精确地计算荷载应力和设计板厚奠定了良好的基础     

半刚性基层沥青路面弯沉检测指标的研究

本文通过大量室内和野外试验，分析了施工弯沉验收标准概念和评定标准确定方法，提出了不同半刚性材料模量增长规律及弯沉综合修正系公式，并了弯沉验收指标确定方法。     

刚性路面基垫层材料参数及结构试验研究

通过高速公路试验路段的铺筑检测，在几种典型半刚性材料系统试验成果基础上，提出了刚性路面基垫层材料参数建议值，介绍了新型基层材料的力学特性及工艺参数；提出了基层当量回弹模量与回弹弯沉值之间的相关统计公式。     

临哈线沥青路面基层材料设计参数龄期演变特性分析

各种半刚性基层材料的劈裂强度与弯拉强度之间具有一定的相关关系,而且劈裂强度和抗压回弹模量相对于弯拉强度和劈裂模量、弯拉模量测定方法简便、测定数值稳定,且更接近路面结构受力状态,因此《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)[1]采用抗压回弹模量和劈裂强度进行设计计算。现行沥青路面设计规范中虽然提出了不同路面材料的回弹模量的取值范围,但并不能代表全国各地的材料情况。为了得出准确且适用于临哈线沥青路面基层材料设计参数值,文章通过试验研究,并结合内蒙古西部地区路面基层材料设计参数,提出基于龄期和抗压强度两参数的相关关系公式。