软土地基上高速公路加宽的有限元分析

软土地基上高速公路加宽时,新老路基结合部会出现不均匀沉降、路面裂缝等病害,采用基于二维比奥(Biot)固结理论的平面应变有限元方法分析新路堤作为附加荷载对老路堤和地基的影响。分析结果表明,加宽后老路堤出现较大的差异沉降和横坡比改变,影响路面服务性能;老路堤靠近中心线除出现略微的向上和向内的移动;老路肩有向外的较大的水平位移,加宽改变了地基中剪应力的分布,可以根据孔隙压力变化情况近似将老路堤下地基分为稳定性不同的三个区域;新路堤的沉降明显大于老路堤的附加沉降,随着加宽宽度的增加,最大沉降的位置逐渐向外移动,呈现出一定的规律性,新路堤靠近坡角处出现较大的水平位移。     

重载条件下沥青路面按弯沉等效的轴载换算

重轴载高胎压是目前我国干线公路上重要的交通荷载条件。基于调查的重载交通轴载、胎压的组成特点,考虑干线公路路面典型结构及其材料的非线性性质,计算得到不同重轴载下、不同轮胎接地压强的理论弯沉。利用理论弯沉与轴载的关系,通过综合弯沉修正系数,按弯沉等效原则,得出在实际重轴载、高胎压条件下,考虑材料非线性的半刚性沥青路面的轴载换算指数公式,并通过实际工程测试得到了验证。进一步分析表明,在反应不同接地压强轮胎对路面损坏的不同和对轴载换算系数的影响方面,现容许弯沉公式存在不足,本文依据调查的重轴载作用特点和有关文献资料,提出了适于重载的容许弯沉公式修正式。     

柔性路面大粒径碎石沥青混合料加铺层的研究

近年来,随着交通量、交通荷载以及胎压的不断增长,我国早期修建的高等级公路已进入大修改造期。本文通过室内试验研究大粒径碎石沥青混合料的力学参数和使用性能,同时针对大粒径碎石沥青混合料作为柔性路面加铺层进行结构设计,并现场铺筑试验路,经过2年多的使用,试验路使用状况良好。     

不同路面结构的重载敏感性分析

我国主要的路面结构为半刚性基层沥青混路面、水泥混凝土路面及柔性基层沥青路面,不同的路面结构在荷载的作用下表现出不同的力学特性。本文通过非线性力学分析,探讨了路面结构在重载作用下的非线性特性,得出了考虑重载条件的沥青路面轴载换算方法。结合路面结构轴载状况的调查及新的轴载换算方法,分析了不同路面结构对重载的敏感性。     

软土地基上桥台后填土工后沉降的数值分析

在分析软土地基上桥后填土受力特性的基础上提出有限元简化计算模型,并采用可模拟超填的Biot固结有限元程序就桥后填筑EPS、粉煤灰、粉细砂和砂砾情况下路堤填土工后沉降问题进行数值分析研究。计算结果表明:采用轻质回填材料(如EPS和粉煤灰)可有效减少路桥过渡处差异沉降;同时还可降低桥台前后区域因软土塑性剪切区贯通而发生滑动失稳破坏的可能。此外,填料的强度对于路堤自身的压缩变形起控制作用,因此采用轻质填料的同时不应降低填料的变形模量。     

CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝影响因素分析

应用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,采用断裂力学理论及奇异等参元法,对连续配筋混凝土和沥青混凝土(CRC-AC)复合式路面中沥青层反射裂缝问题进行了数值分析。探讨了I型和II型的应力强度因子(K1、K2)在沥青层裂缝扩展过程中的变化规律及路面结构参数对K2的影响。研究结果表明:K2是荷载作用下导致沥青层反射裂缝产生和发展的主要原因,其随着荷位的增大而变小;沥青层厚度的增加、横向裂缝间距的加宽、配筋率的适当增加和底基层强度的提高可以降低K2,延缓CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝的开裂扩展。     

组合基层沥青路面轴数系数研究

以弹性层状体系理论为基础,采用轴载换算方法,以设计弯沉值、半刚性基层层底拉应力为换算指标,通过变换不同的结构层参数及轴距计算了组合结构层沥青路面轴载换算公式中的轴数系数,并通过程序计算得出了建议轴载换算公式。计算结果与我国规范的设计方法进行了对比分析。结果发现轴数系数与轴距及结构层参数关系密切,采用拉应力指标控制轴载换算比弯沉指标更为合理;该方法计算理论与我国规范规定的设计理论相适应,但计算所得的弯沉轴数系数与规范差异很大。因此,应加强实际应用,及时根据具体实例对其进行修正。     

软土地基上高速公路双侧加宽工程的数值分析

采用有限元软件ABAQUS分析了双侧加宽时新路堤作为附加荷载对老路堤和地基的影响。分析表明，加宽荷载作用下，施工期老路堤沉降呈倒钟形分布，水平位移指向道路的外侧；加宽后新老路堤表面沉降为马鞍型分布，水平位移指向道路的内侧，并且水平位移和沉降均随加宽宽度增加而变大。另外，对超孔隙水压力的分析表明，新路堤下方软基中出现了高孔压区，最大值随新路堤加宽宽度增加而增加。最后，提出了加宽工程的控制指标。     

高速公路沥青路面高温车辙的调查与试验分析

高速公路沥青路面的车辙是路面主要病害之一,通过对某一高速公路沥青路面的调查与室内试验分析,对车辙发生的规律和时间进行了分析与研究。调查分析结果表明,沥青路面不同层位的车辙贡献量也不同,不同表面层在相同荷载作用下的总车辙量基本相同,同时表面层的厚度变化也较小,说明沥青路面的车辙主要发生在中面层。室内试验表明,沥青路面的车辙与环境温度关系极大,尤其是在沥青的软化点附近,动稳定度和总变形量有明显的拐点。因此,在高温季节通过控制一定时间区段重车的通行是减少车辙的主要手段之一。     

低剂量水泥稳定碎石基层干缩温缩性能研究

针对目前半刚性基层易出现温缩与干缩裂缝这一难题,试图从降低水泥剂量的角度来减少裂缝的产生。将低剂量水稳碎石做成梁式试件,并在两侧粘以电阻应变片,通过温度变化和含水量变化试验,测得了水泥剂量为2%、3%和4%的梁式试件的温度收缩系数和干缩系数。结果表明,不同龄期的干缩试验均呈现明显规律性,即随着水泥剂量的增大,干缩系数增大。在水泥剂量低于3%的情况下,28 d干缩系数对水泥剂量的变化较为敏感。7 d与28 d龄期随着水泥剂量增大平均温缩系数增大,高温下的平均温缩系数要明显大于常温和低温的。