永久性沥青路面试验路力学响应分布的数值仿真

为解决重载交通和复杂环境条件耦合作用下路面结构力学响应计算与实际不符的技术难题,采用永久性沥青路面试验路实测交通荷载、路面结构温度场和力学响应数据,分别构建轴载、路面温度场参数概率分布函数和基于轴载、温度变量的沥青层底最大应变力学响应回归模型。在此基础上,用计算机编程语言基于蒙特卡罗模拟法设计出参数抽样和沥青路面力学响应概率分布程序,建立了针对轴载、温度场参数离散型分布和正态分布特点的随机变量抽样方法,实现了参数输入和基于全年交通组成与温度变化周期的沥青路面力学响应分布的模拟仿真。结果表明,模拟的力学响应分布与工程实测结果一致,均近似服从正态分布。研究证明了通过蒙特卡罗模拟可揭示路面结构在荷载和温度耦合作用下的力学响应规律。     

基于实测验证的沥青路面力学模型研究

实测不同路面结构温度、应变数据,与不同路面力学模型、参数的计算结果对比,研究与路面实际受力更为相符的力学模型和材料力学参数.对不同路面结构的层间连续状态进行分析,并研究了路面力学指标计算结果的修正方案.结果表明:基于动态模量的弹性层状体系更适于路面力学分析;力学模型中柔性路面、组合式基层沥青路面层间状态可假设为连续,半...     

低温积雪地区城市道路沥青路面设计方法研究

新疆北疆地区城市道路沥青路面冬季大多存在低温和积雪的情况。调查分析表明:低温导致的沥青路面开裂及由积雪冻融引起的继发水损害是新疆北疆城市道路沥青路面破坏的主导成因。针对这种情况,如何从路基横断面型式、路面结构组合、沥青混合料类型选择,沥青混合料体积指标控制、沥青品种选取等方面进行综合设计是必须关注的重要问题。本文针对新疆乌鲁木齐市城市道路沥青路面的实际使用情况,分析并探讨了低温积雪地区城市道路沥青路面设计中应注意的问题,并推荐了低温积雪地区城市道路沥青路面典型结构型式。     

基于正交试验的沥青路面倒装结构力学响应研究

依托西非某国实体工程,采用法国沥青路面设计软件Alizé,通过设计正交试验方案,重点研究了各层位厚度和模量对沥青路面倒装结构力学响应影响的变化规律,提出了基于力学响应的倒装类沥青路面结构和材料参数显著性程度。计算结果表明:沥青路面倒装结构中,GNT属"薄弱层",须严格控制原材料、级配及施工工艺等;GLC层厚度和土基模量对路面结构受力影响显著,尤其是土基顶面压应变和弯沉指标;为加强路基路面整体结构强度,需重视土基影响区和GNT影响区;在进行法规沥青路面倒装结构验算时,应优先考虑各层位厚度,通过不断优化厚度因素,从而实现既满足法规要求又经济合理的目的。     

沥青路面抗滑性能研究现状与展望

作为未来道路交通荷载的主流形式，车辆的行驶稳定性与路面抗滑性能存在着直接关系，而且随着时间变化，沥青路面的抗滑性能受各种不确定性因素的影响。为了明确国内外沥青路面抗滑性能的研究现状，对胎-路接触力学模型和路面附着特性、动摩擦因数的计算方法、不确定性影响因素、抗滑性能评价指标和衰变模型以及抗滑性能在无人驾驶车辆安全性中的应用等热点问题研究进展进行了综述与总结，对比分析了现有沥青路面与橡胶轮胎的接触力学模型，探讨了设计、施工及运营阶段中的不确定性因素，归纳了现有沥青路面抗滑性能评价指标及衰变模型，最后论述了沥青路面抗滑性能的发展方向。分析结果表明：基于路表分形理论的Persson迟滞摩擦理论更适用于沥青路面动摩擦因数的计算要求，计入了橡胶对表面粗糙度的有关尺度变形响应及滑动摩擦的温度依存性；考虑路表峰值附着系数时变性的摩擦因数-滑移率（μ-s）曲线附着系数估算方法更能反映路面实际附着特性；当前沥青路面抗滑性能研究在胎-路相互作用机理、评价指标、衰变模型等方面研究不足，需要从时变性、统一性及车辆抗滑需求感应参数等方面进一步深入研究。推行基于时间效应的抗滑评价指标是沥青路面抗滑层设计与抗滑性能评价发展的必然趋势，也是提高中国沥青路面全寿命周期内服役水平的重要方法。     

基于使用性能的沥青路面结构设计方法研究

以沥青路面的使用性能方程为基础,以路面结构的最小造价或路面设计年限内的最小总费用为优化目标,提出了基于使用性能的沥青路面结构设计方法;该方法可以考虑路面使用过程中的性能变化,能够考虑路面结构各层对路面使用性能的影响,与传统的基于力学的或基于经验的设计方法有较大的改进;对该方法的建立基础、框架、设计参数、设计流程及方法特点作了简要叙述.     

粒料基层沥青路面土基压应变设计指标研究

分析了我国现行沥青路面弯沉值设计指标的特点与不足,提出了控制粒料基层沥青路面土基永久变形和路面车辙的土基项面压应变设计指标.结合我国的实际情况,拟定了典型粒料基层沥青路面结构,利用弹性层状体系计算程序BISAR3.0进行了力学参数分析.通过统计回归,建立了路面理论弯沉值与土基顶面压应变之间的回归公式;根据我国1978年的弯沉值设计公式和公式推导,建立了土基顶面压应变计算公式.利用AASHO试验路资料,通过与世界上有影响的土基顶面压应变计算公式进行了比较,论证了所建立的土基顶面压应变计算式的合理性与适用性.     

长寿命沥青路面结构材料参数变化的力学响应

在车轮荷载作用下,长寿命沥青路面结构层材料模量变化时,其力学响应有很大不同。文中选取合理路面结构与参数取值范围,采用有针对性的网格划分方法,建立了长寿命沥青路面结构力学响应三维有限元分析模型;并以典型长寿命沥青路面结构为对象,分析总结了结构层材料模量变化时长寿命沥青路面力学响应的变化趋势,为长寿命沥青路面的实践、设计理论与设计方法的研究提供理论参考。     

中法沥青路面结构设计对比研究

基于中法现行沥青路面设计规范,将两国沥青路面设计理念、设计理论及指标、设计参数和方法进行对比分析。研究发现:法国是将路基路面作为整体进行设计的,路面结构类型除比中国多了全厚式沥青路面结构外,其余路面结构类型相似。两国沥青路面设计理论相同,但法国路面设计指标比中国少了沥青混合料层永久变形和沥青面层低温开裂两个指标。两国设计均包括结构层组合与厚度拟定、设计参数和方案确定与验算,但设计参数取值或计算方法存在差异。两国均采用体积法进行混合料设计,但法国沥青路面材料与结构设计联系更紧密。值得注意的是,法国沥青路面设计特别注重路面抗冻性检验,而中国只建议在季节性冻土地区考虑。研究成果不但有利于完善中国沥青路面设计方法,而且能为援非道路建设者快速了解法国沥青路面设计方法提供帮助。     

基于模糊理论的沥青路面热风加热多参数优化

为了优化就地热再生热风加热参数，提高热风加热沥青路面的加热效果，基于有限元方法，建立了热风加热装置加热沥青路面的模型，模拟计算了热风加热沥青路面的过程，通过试验验证了仿真模型及参数设置的正确性。采用正交试验设计方法研究了热风温度、热风速度、出风孔离地高度对加热效果的影响。提出了基于模糊理论的热风加热效果评价方法，引入综合模糊评价指标代替沥青路面温度场、对流换热系数和加热过程中的能量利用率等单一评价指标对沥青路面加热效果进行评价，采用独立性权系数法确定了各指标的权重系数，仿真分析验证了综合模糊指标评价方法的有效性。结果表明：在加热装置的设计参数范围内，热风温度对沥青路面表面温度及分布均匀性影响最大，热风速度对换热系数影响最大，出风孔离地高度对能量利用率影响最大。以沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率等单一指标为优化目标获得的最佳加热参数组合，仅能保证各自指标最优，但其他指标较差；以综合模糊评价指标E_CFI为优化目标得到的最佳热风加热参数组合，可以同时获得较好的沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率。研究方法和结论为沥青路面热风加热参数的选择和加热效果的评价提供了一种有效可行的途径。     

ATB25混合料用标准马歇尔试件成型的探讨

标准马歇尔试验通常是针对沥青路面上面层混合料所进行的力学参数分析试验。论文基于ATB25混合料进行标准马歇尔试验,对试件成型进行探讨。建议在实际工程中应制大型马歇尔试件或用旋转压实制作试件。     

基于当量厚度法的沥青路面结构设计与可靠性分析

在总结浙江省多年沥青路面设计与建设经验的基础上,结合浙江省的气候、交通、自然资源等条件,提出了基于当量厚度法的沥青路面材料与结构一体化设计方法,推荐出基于当量厚度的沥青路面结构设计指标和验算指标,并结合浙江省路面建设实际,对当量厚度法设计体系的可靠性进行了检验。     

路面实体结构模型力学响应试验方法研究

为获得荷载作用下路面结构的实际力学响应规律,设计并完成了路面实体结构模型试验,讨论了试验方法的平行性和复现性,分析了3种典型路面结构模型的力学响应规律。结果发现:路面结构模型力学响应试验方法平行性、复现性、可靠性较好,可作为路面结构力学响应行为研究的一种有效手段;当试验条件相同时,不同路面材料的结构模型受力情况存在显著差别,水泥稳定碎石和沥青混凝土表面径向应变随着与荷载距离的增加呈现压缩-拉伸交替变化、具有明显的力学响应特征点,而水泥混凝土并无此现象;近荷载端沥青路面结构处于受压区,而稍远离荷载的位置则为受拉区,当荷载较重时,可能会引起沥青路面表面开裂,形成荷载型Top-down裂缝;路面结构模型力学响应试验可以反映路面材料在结构中的实际工作状态,能够为路面结构计算和材料参数确定提供参考。     

基于全寿命成本分析（LCCA）的重交通沥青路面结构研究

为了有效降低沥青路面在使用寿命期内的总费用,同时保证沥青路面结构在使用寿命期内不发生结构性破坏,文章基于全寿命成本分析的沥青路面设计理念,引入沥青路面极限寿命的概念,针对某重交通试验路,对路面结构设计的相关参数及指标等进行了研究,采用路面结构优化模型对沥青路面结构厚度进行了优化。另外,文章结合试验路的实际情况,提出了基于全寿命成本分析的重交通沥青路面合理结构,其可同时满足使用寿命期内的性能要求和经济性最优两大条件。     

城市道路沥青面层的路用水稳定性

城市道路沥青面层的水稳定性与路面的水损坏密切相关。由于施工压实度以及城市道路的特点等因素,我国城市道路沥青路面建成初期的空隙率高于设计值,处于透水临界状态,面临着严重的水损坏危险。该文采用ModifiedLottoman方法试验评价了AK13A和AK13B两种常用半开级配沥青混合料,结果显示其水稳定性随空隙率的增大而减小,路面建成初期的劈裂强度比(TSR)指标小于0.5,极易产生破坏。因此,将空隙率控制在较小水平,有利于控制我国城市道路沥青路面的水损坏。     

基于结构层寿命递增的耐久性沥青路面设计新思想

为了建立科学的耐久性沥青路面设计新思想,通过力学分析探究了沥青路面近表面的应力分布特征,论证了以路表荷载作用区边缘作为沥青路面破坏源的合理性。针对中国现行沥青路面疲劳设计方法的缺陷,开展了沥青混合料疲劳试验,在考虑加载速度影响的基础上,建立了以真实应力比表征的沥青混合料疲劳方程。结合中国沥青路面各结构层设计寿命相等所诱发的问题以及实际沥青路面结构的破坏特征,提出了各结构层自上而下设计寿命递增的沥青路面结构设计新思想和耐久性沥青路面结构设计新理念。结果表明:沥青面层近表面是其真正的破坏源;基于真实应力比的疲劳方程反映了材料的本质特征;耐久性沥青路面的各结构层应采用疲劳寿命递增的方法进行设计。     

新型长寿命沥青路面结构力学指标的正交分析

针对我国高速公路多采用半刚性基层沥青路面结构,国外多为柔性基层结构,提出复合式基层结构。通过引进国外长寿命路面设计理念,提出新型长寿命沥青路面结构的力学设计指标;运用正交试验方法,设计了正交表L_(32)(4~9),通过极差分析得出影响力学设计指标的最不利因素,提出路面结构的最优组合。     

马歇尔方法成型试件与路面现场性能相关性

研究了沥青混合料现场压实特性与芯样物理力学特性,并与室内马氏试件物理力学指标进行对比,分析了马歇尔方法与路面现场性能相关性。研究结果表明：在压实机械水平充分碾压作用下,沥青路面所能达到最大密度比标准马歇尔试件密度至少高1.02倍,VV、VMA分别降低了1.9%和1.8%,VFA增大了11.3%;AC-20沥青混合料标准马氏试件的稳定度、抗压强度、劈裂强度、SCB抗拉强度和60℃抗剪强度平均为路面芯样的65.7%、71.8%、73.7%、67.7%和69.4%,平均为69.7%,表明现行马歇尔试验方法已落后实际,采用马歇尔方法设计施工沥青路面,通车后其体积参数是不稳定的,在交通荷载反复作用下路面可能进一步压密而产生变形破坏。     

复合式基层长寿命沥青路面设计指标和设计标准研究

通过分析高速公路半刚性基层路面结构,应用国外长寿命路面设计理念,提出复合式基层长寿命沥青路面结构的力学设计指标;通过借鉴国内外相关参数的研究成果,进行参数修正,提出了适合复合式基层长寿命沥青路面结构的设计标准。该研究成果对中国长寿命路面结构设计有一定的指导意义。     

抗裂排水型路面结构设计的探讨

本文通过对抗裂排水型沥青路面结构设计方法和我国规范沥青路面设计方法分析比较,提出了设计方法之间的异同点,主要的不同点有设计指标、材料的设计参数,并进行了试验分析,建立了土基CBR值与土基回弹模量E0