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。     

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ABAQUS模拟的TOR橡胶沥青路面应力响应分析

借助大型有限元软件Abaqus建立沥青路面结构模型,根据室内试验所得数据确定材料的参数,选取适合TOR橡胶沥青的路面结构,分析在标准荷载作用下路面各层层底的应力值以及路表弯沉值与路表剪应力值,并与SBS改性沥青路面结构进行对比,得出沥青面层所受拉应力值随着上面层模量的增大而增大,SBS改性沥青路面结构路表的弯沉值要小于TOR橡胶沥青路面结构路表弯沉值,SBS改性沥青路面结构的剪应力值要大于TOR橡胶沥青路面结构的剪应力,SBS改性沥青路面结构抵抗车辙变形的能力不如TOR橡胶沥青路面结构,并通过铺筑试验路,埋设了传感器,实测路面层底应力值,验证了模型的可靠性.     

基于疲劳损伤的沥青路面设计温度及预估模型研究

针对沥青路面结构必须控制的疲劳破坏形式,以沥青层层底拉应变作为控制沥青路面疲劳开裂的指标。通过实测沥青面层层底最大拉应变与路面结构不同深度处路面温度的相关性分析,确定了沥青路面疲劳损伤的设计温度,提出了以沥青层中间温度作为沥青路面疲劳开裂分析的设计温度和试验条件。通过实测永久性沥青路面试验路每小时的路面温度和气象数据,分析了沥青层中间温度的分布规律,对沥青层中间温度与气温、路面深度之间的相关关系进行了计算分析,建立了沥青层中间温度的预估模型。结果表明,沥青路面应变响应与温度密切相关,随着路面温度的升高,沥青层底拉应变增大;沥青层中间深度处温度与沥青层底拉应变相关性最高,采用沥青层中间深度处温度能较好地评价路面结构的抗疲劳性能。     

贵州高等级公路典型沥青路面结构应用研究

路面典型结构研究可以使路面结构设计标准化、图表化、规范化,具有更强的针对性。介绍了国内外典型沥青路面结构研究现状,同时对贵州高等级公路典型沥青路面结构试验路的选取、沥青混合料级配确定、现场检测和长期观测方案等进行了论述。通过对试验路性能的现场检测和长期观测,验证各种沥青路面结构方案的合理性,指导贵州地区今后沥青路面建设。     

贵州高等级公路典型沥青路面结构应用研究

路面典型结构研究可以使路面结构设计标准化、图表化、规范化,具有更强的针对性。介绍了国内外典型沥青路面结构研究现状,同时对贵州高等级公路典型沥青路面结构试验路的选取、沥青混合料级配确定、现场检测和长期观测方案等进行了论述。通过对试验路性能的现场检测和长期观测,验证各种沥青路面结构方案的合理性,指导贵州地区今后沥青路面建设。     

斜坡路基沥青路面结构动力响应分析

斜坡地段公路的主要破坏形式是斜坡路基的稳定和沥青路面的纵向开裂。斜坡路基沥青路面的力学行为因其特殊的结构形式有其显著特点。现场调查表明轮载动力作用直接影响斜坡路基稳定及上承路面结构的响应。采用有限元软件ABAQUS建立了斜坡路基路面动力计算模型,分析了车辆荷载作用下斜坡路基动应力、路表弯沉以及基层层底拉应力的变化规律,重点研究了车辆轴载、行车速度、面层刚度、面层厚度、基层刚度、基层厚度、路基模量等外加荷载状态、路面层状组合与材料力学性能方面的参数对斜坡路基沥青路面结构动力响应的影响。分析认为斜坡路基填筑质量、基层厚度和动力作用对路面响应具有重要影响,设计、施工和管理中必需采取有针对性的措施以防止路面的早期破坏并保证路面的长期使用性能。     

Analysis of Asphalt Pavement Structural Premature Damage Position and Countermeasure

为了分析沥青路面结构早期损坏发生的层位,采用有限元方法对目前常见的半刚性基层沥青路面建模,模拟分析了动静荷载作用下沥青路面各结构层的应力应变特性及最大剪应力随路面深度变化特点,从路面力学响应的角度分析了路面早期病害类型出现的层位以及各个层位应具备的抗病害的特性,进而对抗病害时策进行了试验路研究.研究结果表明,距沥青路面路表0～3 cm的区域应力三向受压应力波动较大;距路表2～10 cm的区域属于高剪应力区域,易发生车辙;沥青路面层底在静栽作用下受拉应力作用,在循环动载情况下受拉压重复作用易发生疲劳破坏.     

高速公路改(扩)建路面病害与结构强度相关性分析与评价

以某高速公路改(扩)建工程为例,采用三维探地雷达进行检测,得到路基、路面及结构物内部技术状况;利用落锤式弯沉仪(FWD),收集路面各个结构的弯沉响应(包括中心弯沉值和弯沉盆),进而求算路面结构强度指数PSSI和反算路面各个结构层的回弹模量数据,判定旧路的结构强度。通过对道路内部病害和结构强度进行相关性分析,全方位评价沥青路面的实际状况,为旧路路面处治措施的选择提供定量的基础数据。并通过现场路面结构开挖,验证了该方法的可行性。     

典型地区沥青混合料疲劳寿命动态模量代表值研究

沥青混合料在不同的试验温度和荷载频率作用下,其力学响应特征不同,不同的温度和行车荷载作用下服役的沥青路面产生的主要路面病害也不同。在沥青路面常见的病害中,疲劳破坏属于结构性破坏,可以利用行车荷载作用下的沥青面层混凝土力学响应特征参数来描述。文章通过调研内蒙古地区基本路况得到分析路面结构参数,并选取典型区域历年温度参数,利用调研所得数据,进行疲劳寿命等效温度预估分析,进一步得到疲劳寿命模量代表值。研究结果显示:典型路面结构下面层(AC-25C)的代表温度为3.1℃,疲劳寿命动态模量代表值为23291MPa。     

滨州永久性沥青路面试验路初期阶段研究综述

针对传统设计的沥青路面结构需要周期性改建的重大技术难题,从重载作用下路面结构疲劳损坏的机理入手,首次铺筑重载交通条件下具备路面响应实时监测和长期性能观测条件的永久性沥青路面试验生产路。建立了典型重载交通道路的轴载谱参数和重载交通条件下路面力学响应实测数据库。通过对不同结构组合的路面结构力学响应规律的研究,得出了不同的路面受力状态规律,构建了路面力学响应新模型。在以上研究的基础上提出了重载条件下永久性沥青路面典型结构形式,推荐结构4作为典型永久性沥青路面结构推广应用,并初步形成基于累计损伤与极限应变的永久性沥青路面结构设计方法。     

上海绕城高速公路（同三段）重交通排水沥青路面应用实践

通过上海绕城高速公路（同三段）2008年整治工程进行了重交通排水沥青路面试验段实践,包括路面结构补强设计、排水系统设计、排水沥青混合料设计与性能试验、排水沥青面层施工与应用效果跟踪研究,初步表明排水沥青路面的使用对提高重交通道路雨天行车的安全性及舒适性具有良好的效果。经严格的材料选择与设计的开级配沥青混合料,可满足重交通道路使用性能要求。     

沥青混凝土路面动力特性数值模拟研究

为了研究路面结构层厚度、模量、加载速度等因素对FWD作用下沥青混凝土路面动力特性的影响,基于有限元原理建立沥青混凝土路面动力特性模型,并通过与实测数据进行对比分析验证所建模型的精度,最后对FWD作用下的沥青混凝土路面弯沉、应力等动力特性及路面厚度、模量、加载速度对其动力特性的影响进行了研究,重点研究了不同结构层厚度及加载速度下面层、基层和底基层各自的应力变化情况以及路面弯沉变化趋势.研究表明:结构层厚度、设计参数(模量等)、加载速度等因素的变化对沥青混凝土路面动力特性均存在不同程度的影响.研究结果有助于根据路面结构的应力及变形特点进行路基路面结构设计,同时为分析路面损坏的原因及采取何种预防措施提供参考及依据.     

岩沥青微表处路用性能加速加载试验研究

岩沥青是一种天然沥青改性剂,它具有改善路面的路用性能的特性。以“轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统”作为试验平台,添加不同含量的岩沥青改性乳化沥青对微表处混合料进行改良,并进行室内加速加载试验。通过模拟实际道路特点,分析微表处混合料路用性能变化规律,并定量评价岩沥青的含量对其路用性能的影响。研究成果对推动微表处技术的应用与发展具有重要意义。     

东南亚地区某市政道路沥青路面龟裂成因分析

针对东南亚地区某市政道路沥青路面龟裂，采用贝克曼梁进行弯沉检测，全面分析沥青路面整体承载能力；结合路面取芯检测与路基开挖探查，分析沥青面层厚度、结构层强度以及路基含水量对沥青路面结构承载力的影响；根据现场调查，分析造成路基含水量偏高的原因。调查分析结果表明:在沥青面层厚度、材料组成以及材料强度并未出现明显变异现象的条件下，路基含水量过高是导致沥青路面龟裂的主要原因，需要完善道路的排水措施。     

高模量沥青混凝土路面力学数值模拟

高模量沥青混凝土(HMAC)作为一种新型路面材料,具有模量高、抗车辙性能好、对低温开裂及温度疲劳开裂敏感性不强等优点,对于提高路面抗车辙能力非常有效。该文利用通用有限元软件ANSYS,对设置高模量沥青混凝土层的半刚性基层沥青路面的荷载响应进行数值模拟分析,结果表明高模量沥青混凝土可显著抑制车辙的产生,并推荐出高模量沥青混凝土层的模量和厚度的合理范围。     

车辆荷载作用下纤维沥青路面响应分析

基于弹性理论,采用有限元方法分析车辆荷载作用下,纤维沥青混凝土的模量、不同道路等级下的纤维沥青混凝土层位置和厚度、基层厚度对路表最大弯沉、基层和底基层的层底径向应力的影响。结果表明,纤维加入到沥青路面后,提高了路面的整体变形能力,从而可以减小路面面层的厚度;基层厚度的增加,不仅缓解了由于纤维沥青混凝土面层厚度减小而产生的基层和底基层的层底径向应力的增加,而且可以减小纤维沥青混凝土的掺入量。在考虑提高路面结构的整体性以及面层和基层之间的粘结力时,给出了不同道路等级下纤维沥青路面结构的合理设计。     

橡胶沥青路面降噪技术原理与研究进展

为了有效降低交通噪声对人类健康的危害，促进橡胶沥青降噪路面的推广应用，对橡胶沥青路面降噪技术原理及研究进展进行了综述。介绍了路面噪声的产生及增强原理，对橡胶沥青路面的隔音与降噪功能及机理进行了重点评述；同时，总结了多种因素对橡胶沥青路面降噪效果的影响，并分析了橡胶沥青路面降噪特性；最后，总结了橡胶沥青降噪技术工程应用的最新研究进展。综合分析表明：橡胶沥青路面降噪的主要原理是由于橡胶粉或橡胶颗粒的阻尼及高弹性，使得路面具有较高的吸收振动和冲击的性能，从而达到较好的减振降噪的效果；而橡胶粉掺量与目数、路表纹理状况、长期服役行为是影响橡胶沥青路面降噪性能的3个关键因素。适当增加橡胶颗粒的掺量，增大橡胶颗粒的粒径，采用开级配橡胶沥青混合料并且保证路面养护能够长效增加橡胶沥青路面的减振降噪性能；在对橡胶沥青路面降噪特征分析方面，多种噪声测试方法的利用为评价噪声声品质提供了可能；而关于橡胶沥青路面降噪技术的工程应用主要集中在3个方面：骨架密实型橡胶沥青混合料路面、大孔隙橡胶沥青混合料路面和新型外加剂的使用。其中骨架密实结构和大孔隙结构的应用较为成熟。研究结果表明：橡胶沥青路面降噪技术的研究正符合当前功能性路面材料在安静路面的需求，将为进一步发展和应用安静路面提供理论和应用支持。     

津巴布韦沥青路面施工工艺

通过查阅大量国外文献,分别从交通量等级、连续级配沥青混凝土、沥青表处路面及乳化沥青稀浆封层等几个方面,介绍了津巴布韦沥青路面的材料技术要求和施工工艺,并与我国的沥青路面进行了对比。结果表明,津巴布韦等类似非洲国家的道路交通量非常小,所采用的路面结构主要以低等级路面为主。     

橡胶沥青对路面抗滑性能的影响研究

在柔性路面设计、养护和修复中,抗滑性和构造是应当考虑的重要的安全特征。主旨是优化橡胶沥青路面的表面构造特性,宏观上减少溅水、喷射及滑水现象;微观方面增强低、高速行驶时的摩擦力。采用英式摆式仪法和体积法来测量摩擦表面特性,取试验室制备的试件代表实际道路表面。研究采用两种级配和三种沥青结合料:常规沥青;湿法橡胶沥青;干法橡胶沥青。在相同的混合料配比基础上,以增加1%的橡胶沥青来测试其含量对路面质量的影响。研究结果用来评价橡胶沥青的生产工艺和混合料级配对路表面特性的影响。结果表明间断级配橡胶沥青混合料比密级配具有更大的构造深度。与常规混合料相比,橡胶沥青混合料能提高路面抗滑性。该研究表明,用不同工艺生产的橡胶沥青对路表面特性的影响不同。