面层模量对沥青路面结构受力特性影响分析

面层模量是沥青路面结构设计的重要参数。为分析面层模量对沥青路面结构受力特性的影响,采用有限元软件计算各面层模量变化、模量比对典型半刚性基层沥青路面结构层底拉应变、面层内部剪应力、基层层底拉应力和土基顶压应变等力学特性的影响。分析结果表明:各面层模量对沥青路面结构的受力有显著影响,路面结构设计时应综合考虑选择各面层模量及面层之间模量比。     

面层模量对重载交通沥青路面受力特性及使用寿命的影响分析

面层模量是路面设计的重要力学参数,它的取值将直接影响到路面结构的设计结果及受力特性。应用路面计算程序,系统分析面层模量变化对重载交通沥青路面路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力以及路面结构疲劳寿命的影响,并阐述其影响规律。结果表明,面层模量对重载交通沥青路面的受力与变形特性及使用寿命具有显著的影响,提高面层模量值将增大面层应力,显著减小路表弯沉值、基层及底基层层底拉应力,进而提高路面的疲劳寿命。     

对两种复合式基层沥青路面剪应力的分析与思考

复合式基层沥青路面为当前的主要新型路面结构形式,其主要结构特点为基层采用碎石上基层并在其下下卧半刚性基层。剪应力为路面结构的主要力学响应之一,尤其对于高温地区应引起重视。为深入分析复合式基层沥青路面在面层内的剪应力分布情况,选取该类路面的两种不同结构,采用壳牌设计软件BISAR 3.0为计算工具,并用MATLAB 7.0软件将计算结果进行三维化处理,对两种结构的剪应力分布及等值线图进行了全面的比较和分析。结果表明:剪应力通常于中面层深度范围内达到峰值,并在基面结合处达到二次峰值;厚沥青面层有助于降低沥青路面的整体剪应力水平。     

基于抗车辙性能的沥青路面力学参数及结构优选

对半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面和柔性基层沥青路面,通过变化基层的力学参数,分析路面结构层中剪应力和压应力的变化规律,进而推荐出考虑抗车辙性能的路面结构力学参数及结构类型。     

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。     

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。     

沥青路面材料参数敏感性分析

为优化沥青路面设计,基于弹性层状体系理论,采用力学模型计算,分别就材料参数对沥青路面路表弯沉、基层底面拉应力及面层底面拉应力的影响进行分析。结果表明,路面设计中,土基类型是最重要的影响因素,面层不宜过厚,水泥稳定砂砾基层和级配砂砾底基层都有各自的最佳适用厚度范围。     

城市道路交叉口沥青路面受力分析

城市交叉口路面由于车辆制动启动频繁,交通渠化严重,导致车辙病害严重。针对此现象,进行了交叉口沥青路面的有限元受力分析。在有限元假定的基础上,确定了3种荷载工况下的轮胎作用面积和接地压力分布,从车辆荷载、环境温度、车辆速度、路面层厚度、面层基层模量组合等方面对路面受力情况进行敏感度分析。结果表明城市交叉口路面的剪应力是导致车辙病害严重的主要原因,车辆重载及高温低速的行驶状况更加重了病害,交叉口路面结构材料的设计应着力于提高顶层材料的车辙抵抗力。     

基于均匀设计的刚性基层沥青路面破损机理三维有限元分析

利用均匀设计软件对影响沥青路面结构安全性能的参数进行组合,采用有限元方法分析刚性基层路面应力分布情况;利用路面疲劳损伤潜在指数APPDI3D云图及应力状态组合形式研究刚性基层沥青路面结构的破坏模式,在重点分析面层最大APPDI3D对应的主应力组成方式的同时,提出APPDI3D与面层厚度和模量、基层厚度和模量、底基层厚度和模量、路基模量7个因素之间的关系。结果表明,车辙、top-down裂纹为刚性基层沥青路面早期破坏的主要模式;刚性基层沥青路面的应力组成形式为压剪应力、拉剪应力及拉-压复合剪切应力;通过回归分析得到的APPDI3D与7个因素之间的关系能很好地预测拟建路面结构的安全性能,为拟建或在建多面层路面结构设计提供理论依据。     

山区高速公路长大纵坡段沥青路面剪应力分布研究

由于地形限制,长纵坡、大纵坡在山区高速公路中屡见不鲜,且该类路段易发路面的车辙和推移病害。选取三类常见的沥青路面,对长大纵坡段的沥青路面力学行为模式进行分析,考虑重载因素及层间不完全连续,利用壳牌设计软件Bisar3.0计算不同纵坡下不同路面形式的剪应力。结果表明：三类沥青路面的最大剪应力随路面纵坡增大呈较小的下降趋势;柔性路面最大剪应力往往出现在路面表层,我国常用的半刚性路面、复合式路面最大剪应力出现在中面层,设计中应加强中面层的抗剪切、抗车辙设计;层间不完全连续接触使三类路面在面基结合面上剪应力骤降。