基于疲劳寿命的高模量材料结构层适用性研究

采用BISAR软件,分析高模量沥青混合料应用于路面结构不同层位时的剪应变,基于高模量材料疲劳性能与剪应变的关系计算沥青层疲劳寿命,从疲劳性能角度分析高模量沥青混合料适用结构层位。结果表明:当高模量沥青混合料应用于三层路面结构中的一层时,用于下面层效果最好,用于上面层最差;当高模量沥青混合料应用于三层路面结构中的两层时,应用于中下面层效果优于上中面层,即高模量沥青混合料应用层位越低,对路面结构疲劳性能越有利。     

高模量沥青混凝土在路面结构中的优化

为探讨高模量沥青混凝土在路面结构中的设置及使用情况,该文利用Bisar3.0软件对高模量沥青混凝土路面结构进行力学响应分析,进而得到了高模量沥青混凝土的合理设置层位与回弹模量。结论表明:高模量沥青混凝土可以有效地提高路面抗车辙性能,并建议设置在中面层,回弹模量取值在2 500~3 500 MPa范围之内,同时,在设置高模量沥青层的基础上不建议缩减面层厚度。     

高模量沥青混凝土路面永久变形有限元分析

为研究高模量沥青混凝土路面的永久变形性能,运用ANSYS有限元软件对沥青路面结构进行建模,分别对轴载作用大小、中面层厚度、面层材料等因素影响沥青混凝土路面永久变形性能进行分析。得出结论:(1)中面层厚度的增加并不能有效降低路面结构的永久变形;(2)中面层材料选用高模量沥青混合料可有效提升路面结构的抗永久变形性能;(3)重载超载频繁的路面易发生永久变形现象,高模量沥青混合料可有效提升路面结构抗永久变形性能。     

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。     

ORHA复合改性沥青路用性能评价及微观性能研究

在黑龙江地区将高模量沥青混凝土用于上面层,这对高模量沥青混凝土提出了更高的要求,项目组以LLDPE、SBS、增溶剂等添加剂为原材料制备ORHA改性剂;制备高模量改性沥青,并与基质沥青、SBS改性沥青、两种常见高模量改性剂制备的高模量改性沥青三个指标进行对比,结果表明自制高模量改性沥青的高温性能较为突出,低温性能略逊于SBS改性沥青;通过DSC试验分析验证了ORHA改性沥青的高温性能,采用红外光谱分析测试ORHA改性沥青的微观结构,表明改性沥青体系未发生不利反应。     

高模量沥青混凝土技术应用研究

为有效加强沥青混凝土路面抗车辙能力,改善路面使用品质,延长使用寿命及提高投资效益,在公路养护工程中引进应用了高模量改性沥青混凝土技术,取得良好效果。文章结合工程实际,研究了高模量改性沥青混合料的材料特性、作用机理及应用效果,为重载大温差沥青路面的车辙病害防治及类似沥青路面施工提供参考。     

基于抗车辙功能的高模量沥青混凝土应用研究

针对沥青路面的车辙损坏,通过掺加改性剂PR／RA以提高沥青混凝土模量,达到有效提高路面抗车辙能力的目的。介绍了高模量沥青混凝土（HMAC）的研究成果,如提出基于抗车辙功能高模量沥青混凝土的合理设置层位和模量值的合理取值范围、抗车辙能力强的高模量沥青路面结构组合,以及高模量沥青混凝土路面典型结构等。并结合试验路实体工程,提出高模量沥青混凝土路面的施工工艺与质量控制技术。     

全厚式高模量沥青混凝土路面结构设计及力学分析

利用路面专用程序PADS计算全厚式高模量、全厚式普通和半刚性基层3种沥青混凝土路面结构厚度;根据弹性层状理论体系,建立了上述3种沥青混凝土路面结构三维有限元模型,对路面结构在荷载作用下的设计层层底应力状态进行对比分析;应用美国MEPDG推荐的沥青混凝土路面永久变形预估方法对沥青混凝土路面结构进行车辙预估,并对其疲劳寿命进行了计算.结果表明,全厚式高模量沥青混凝土路面结构能够有效减薄路面结构厚度,是抗车辙性能及疲劳性能综合最优的路面结构类型.     

高模量沥青混凝土在半刚性基层长寿命沥青路面中应用的合理性研究

为了修筑更具耐久性的半刚性基层长寿命沥青路面,探究高模量沥青混凝土在半刚性基层长寿命沥青路面应用的合理性及可行性,采用弹性层状体系模型分析了不同层间结合状态和不同下面层模量对路面典型结构力学状态的影响。进而通过不同温度、不同控制模式的四点弯曲疲劳试验,评价了高模量沥青混凝土的抗疲劳特性,采用累积耗散能指标将其与表面层材料进行了比较。结果表明:对于薄面层的半刚性基层沥青路面,当沥青面层与半刚性基层的层间结合状态不能处于完全连续状态时,沥青面层底部将会产生明显的拉应力和拉应变,沥青面层存在弯拉疲劳损伤的风险;随着下面层模量的增加,沥青面层底部的剪应力略有增加,而最大剪应力均值有所减小,有利于改善沥青下面层的抗剪能力;不同控制模式下高模量沥青混凝土的抗疲劳性能有所差别,而采用累积耗散能指标可以有效地将应力、应变两种不同控制模式的疲劳方程进行统一,20℃时高模量沥青混凝土具有更好的抗疲劳性能;在半刚性基层长寿命沥青路面中,下面层使用高模量沥青混凝土可以改善路面的抗车辙和抗疲劳性能,为实体工程建设提供一定的参考依据。     

高模量沥青混合料的试验研究

从高模量沥青混合料的材料组成及配合比设计出发,通过与基质沥青混合料和几种改性沥青混合料路用性能的对比,利用试验方法分析了高模量沥青混合料材料的高温稳定性、低温抗裂性以及不同温度和加载频率下的动态模量。试验表明,采用高模量沥青混合料在保证沥青混合料路面低温性能不降低的前提下可以有效提高沥青混凝土路面的高温稳定性;同时,根据对动态模量试验数据的分析,得出提高沥青混合料弹性模量可以有效减缓高速公路沥青混凝土路面车辙产生的结论。     

埃塞俄比亚柔性路面典型结构优化设计与施工

以埃塞俄比亚在建的某高速公路为依托,在分析埃塞俄比亚表选法柔性路面结构设计体系优缺点的基础上,结合中国的路面设计与施工经验,对表选路面结构进行了材料及结构组合设计优化,并采用Bisar 3.0等对优化结构进行力学分析,确定了高模量沥青碎石层的功能定位及分区;结合施工出现的问题,明确施工质量控制的关键点。结果表明:优化结构受剪层位于路表以下0~10 cm,高模量沥青碎石层底为弯拉峰区;基于力学分析提出柔性路面结构层功能定位,据此进行材料设计,并应充分考虑各层次模量的连贯性,提高柔性路面结构整体抗变形的协调性。     

高模量沥青混凝土路面抗车辙性能分析

从力学角度研究沥青混凝土模量的提高对于车辙产生的影响,提出了抵抗车辙危害新方法。从车辙产生的机理出发,分析高模量沥青混凝土材料的基本力学性能及路面结构中面层模量对车辙产生的影响;利用试验方法分析了高模量沥青混凝土材料的动稳定度和动态模量值,利用数值计算方法分析路面结构力学性能并分析高模量下路面结构的力学响应。通过试验研究发现,高模量沥青混凝土材料的动稳定度和动态模量值都有显著提高,有利于抵抗车辙产生;数值计算结果表明,路面承受最大剪应力的范围在路面结构的中面层,采用高模量沥青混凝土材料,提高路面结构中面层的弹性模量,可以有效地改善路面结构的受力状态,降低剪切应变的数值,抑制和减少沥青路面车辙的产生。     

级配碎石基层沥青混凝土路面非线性力学响应分析

为了明确级配碎石柔性基层沥青混凝土路面结构层位功能,就沥青混凝土面层厚度、级配碎石基层厚度和模量3个路面结构参数对级配碎石柔性基层沥青混凝土路面进行非线性力学响应分析,结果表明:面层厚度增大,基层最大剪应力降低,且面层厚度为9 cm时面层剪应力最不利,12 cm时面层层底拉应力最不利;基层厚度对基层剪应力影响不显著,且当基层厚度为30 cm时,面层剪应力、层底拉应力均出现最小值;当增大基层模量时,面层最大剪应力、层底拉应力和基层最大剪应力均有不同程度降低.     

高模量沥青性能研究

选取东明AH-70#基质沥青和其他硬质组分制备高模量沥青,用法国的PRM、德国的DUROFLEX作为高模量外掺剂制备高模量沥青,掺量分别为70#基质沥青的12%、14%;将制备的3种高模量沥青和70#基质沥青、4%的SBS改性沥青进行动态模量、高温性能、低温性能和疲劳性能的对比试验。结果表明:3种高模量沥青的动态模量均满足规范要求,相对于基质沥青在3种性能上均有提升,相对于SBS改性沥青主要是高温性能得到提升,在低温性能方面,3种高模量沥青混合料应用于南方高温地区上、中和下面层或北方低温地区的中、下面层时,具有优良的低温抗裂性能,在疲劳性能方面,3种高模量沥青的疲劳寿命均小于4%SBS改性沥青。     

上海越江隧道路面结构与材料设计

针对上海地区越江隧道的实况,分析隧道路面的功能要求与技术特点,进行隧道路面结构与材料设计,将温拌技术、沥青阻燃技术与高模量沥青混合料技术集成应用到隧道路面中,确定防水粘结层材料组成和水泥混凝土界面处理标准,提出了隧道路面推荐技术方案。     

沥青稳定基层沥青混凝土路面抗剪性能的理论分析

沥青稳定基层沥青混凝土路面是否会出现严重车辙,为人们所担忧。理论计算分析表明,在静力荷载作用下沥青层中最大剪应力发生在深度8 cm处,且随着基层厚度的增加剪应力降低,故采用沥青稳定柔性基层不会产生结构性车辙;当基层模量增大时,沥青层中下层剪应力反而增大;沥青混凝土面层采用高模量材料能有效降低剪切应变,而当采用复合基层时也有利于面层剪应力的减小。     

含半柔性水泥乳化沥青加铺层的路面结构承载力和疲劳寿命研究

在对比分析国内外旧水泥混凝土路面加铺补强结构形式的基础上,分析了半柔性水泥乳化沥青加铺层、沥青面层、旧水泥混凝土路面对不同路面结构承载力、疲劳寿命的影响。计算结果表明:在旧水泥混凝土路面破损不是很严重的情况下,两种路面结构的半柔性水泥乳化沥青加铺层、沥青面层均满足路面结构承载力和疲劳寿命指标要求,但考虑综合受力和建造成本因素,宜优先选用结构A,即加铺一层半柔性水泥乳化沥青混合料层和一层沥青混合料面层;当旧路面当量回弹模量相同时,增加沥青层厚度可有效减少各结构层层底拉应力,但在满足承载力和疲劳性能的前提下,并不是沥青层越厚越好。     

橡胶改性沥青混凝土路面结构层优化计算与模拟

以鞍山建国南路工程为依托,将下面层材料由普通沥青混凝土改为橡胶改性沥青混凝土,在满足其力学指标以及最小结构层厚度的基础上,采用HPDS2003A路面设计计算软件对路面结构层进行优化计算;并通过ANSYS有限元数值模拟软件进行拟合;最后以路表弯沉值及层底拉应力为指标,结合筑路材料的价格,利用功效系数法对设计方案进行了综合优选,为路面结构优化提供了参考和途径。     

软基路段沥青混凝土路面结构适用性研究

双层沥青混凝土面层结构是软基过渡段常见的路面结构形式。对局部出现严重车辙病害的广东某软基路段沥青混凝土路面展开全面调查,首先测量芯样各层厚度以推定车辙发生部位,然后测定芯样的密度、材料构成、体积指标、强度等指标,最后通过理论模型预测,提出了双层沥青混凝土面层结构于不同交通等级下的适宜交通量。结果表明:车辙主要发生在中上面层,双层改性沥青混凝土面层结构应用效果良好。     

温度与荷载耦合作用下大粒径沥青碎石下面层厚度设计

首先计算路表温度不同时路面结构的温度场,然后根据温度场的分布规律计算路面每一结构层在温度场下材料的回弹模量值,进而对沥青混凝土路面进行力学计算。根据计算结果分析在温度和荷载耦合作用下大粒径沥青碎石下面层厚度不同时路面各结构层的力学行为,并结合路面层厚度与最大公称粒径之间关系的要求,推荐合理的大粒径沥青碎石下面层厚度。