移动荷载作用下沥青混凝土桥面铺装层动力响应分析

为了准确地分析铺装层的受力状态,将车辆荷载简化为移动均布荷载,采用有限元法分析了铺装层在移动荷载作用下的动力响应。分析结果表明,在移动荷载作用下,以较低的速度行驶对铺装各层应力影响较大,各应力分量与移动荷载速度基本呈线性关系;刹车情况下离表面较近区域不再经历正反两次剪应力作用,只是离表面较深处存在很小正反剪应力作用;最大水平剪应力发生在铺装表面,且随深度的增加迅速减小;水平荷载对水平剪应力影响很大,随着水平力系数δ增大,在同一铺装层深度处的最大水平剪应力增加比较明显;在相同δ的条件下,随着深度的增加水平剪应力越小。通过上述分析,提出桥面铺装层控制性设计指标,从而为桥面铺装设计提供理论依据。     

刚性层深度及层间接触状态对FWD动载响应及反算结果的影响

基于弹性动力学平衡方程,进行Laplace、Hankel联合积分变换,利用传递矩阵的方法,可得任一深度处应力位移与表面应力位移关系。讨论了FWD动荷载形式下下卧刚性层埋深及层间接触状态对表面弯沉的影响。计算结果表明,下卧刚性层的埋深变化对动弯沉盆的形状影响不大,但对数值大小影响明显,下卧刚性层埋深较浅时,面层与土基模量反算结果明显偏大,基层反算结果却显著偏小。层间接触较差时,路面各结构层的反算模量都显著偏小。因此建议模量反算之前,首先对刚性层深度及层间接触状态进行分析,避免对反算模量结果造成很大影响。     

基于粘弹塑性理论的沥青路面车辙分析

应用粘弹塑性理论,研究了沥青混合料一维粘弹塑性本构关系,并运用ABAQU软件建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型,研究了路面车辙的发展规律,经环道试验进行了验证。结果表明:荷载作用初期路面车辙发展较快,而后期车辙发展较慢;路面永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占15%~30%;随着沥青层厚度增加,车辙增加,但增加幅度逐渐减小;从表层开始沥青层的变形率随深度的增加而逐渐变大,在8 cm处变形率达到最大值,之后逐渐减小;沥青路面车辙主要产生在结构深度20 cm深度范围以内,尤其在4~12 cm之间。另外,进行了重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴载换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.9。     

高速公路水泥稳定碎石基层抗裂设计方法研究

针对目前水泥碎石基层的应用现状,分析了水泥碎石基层沥青路面产生反射裂缝的成因,并结合强度、干温缩变形性能提出了综合抗裂指数的抗裂评价指标。结合某高速公路工程建设实际,采用综合抗裂指数对水泥碎石基层设计级配进行了评价,并据此对该高速公路水泥稳定碎石基层进行了优化设计。研究结论表明采用综合抗裂指数评价水泥碎石基层的抗裂性能是一种很关键的指标。     

公路软基处理方案多层次模糊综合评判方法研究

模糊决策理论和层次分析法是系统工程理论中对非定量问题分析的实用决策方法。本文将模糊理论和层次分析法二者相结合,对影响软土地基处理方案选择的各因素进行分析,确定了评判层次和影响因素,其中,评语隶属度采用模糊理论确定,各影响因素的权值采用层次分析法确定;建立了公路软土地基处理方案选择的多层次模糊综合评判模型,成功地解决了多因素影响下的软基处理方案优选问题,并通过实例进行了验证。验证结果表明,所采用的方法是合理可行的。     

特大桥梁沥青铺装层层间稳定性试验研究

为保证防水粘结层与沥青铺装层和混凝土板之间的良好粘结，应通过试验选择性能优良的防水粘结层材料。结合京港澳高速公路郑州黄河大桥的桥面铺装层设计，首先在室内按照抗剪强度最大的原则确定了桥面防水粘结层材料的最佳涂膜量，然后在最佳涂膜量的条件下测定了不同垂直压力和温度下粘结层抗剪强度的变化情况，分析了变化规律，同时又测定了不同温度下粘结层的粘结强度，并建立了粘结强度和抗剪强度的关系。通过现场拉拔试验，建立了桥面防水粘结层抗剪强度指标，并对实体工程进行了验证。防水粘结层室内外研究的方法和结果，对大跨径混凝土桥梁粘结防水层设计具有一定的指导意义。     

重载下刚性基层沥青路面的力学响应分析

应用APBI程序,建立计算模型,采用弹性层状体系理论,对重载下刚性基层(CRCP)沥青路面的力学响应进行了分析,探讨了重载作用下刚性基层沥青路面的应力分布及其影响因素。研究结果表明:路表位于车轮外侧有数点受到垂直于行车方向的拉应力,路表最大剪应力的位置出现在轮胎边缘附近,在拉应力和剪应力的共同作用下行车带轮迹边缘附近容易出现平行于行车带自上而下的裂缝;刚性基层路面拉应力主要由刚性基层承受,随着结构层所受荷载的增加,层底拉应力显著增大;高温下车辆制动时产生的水平力对剪应力的影响很大,当紧急制动时路面最大剪应力比不考虑水平力时增大接近150%,易产生剪切破坏。     

泥炭的微观结构及工程性质

从泥炭的微观结构分析入手,研究了泥炭的性质及特点,包括含水性质、强度性质、固结及次固结性质。通过对苏州泥炭、连云港淤泥、南通淤泥质土3种不同性质的软土进行固结试验,分析了泥炭地基与一般软土地基沉降速率的差别。提出了“次主沉降比”的概念和计算式,采用次主沉降比来确定次固结沉降与主固结沉降的比例。次固结系数与土的次主沉降比有一定关系,对于次主沉降比小于1的土,次固结系数变化很小,可以忽略不计;随着次主沉降比的增大,次固结系数的变化也增大。为了使沉降计算更可靠,建议泥炭地基的沉降计算采用平均次固结系数。     

沥青混合料高温性能的流变指标评价

为探讨油石比和空隙率对沥青混合料高温性能的影响,对AC-20改进型沥青混合料进行单轴静载蠕变试验研究。结果表明:流变时间Ft值与混合料高温稳定性有较好的相关性,Ft值越大,混合料的高温抗变形能力越好;柔量~时间半对数曲线直线部分的截距a值和斜率m值越大,混合料的高温性能越差,相关性相对较差;当空隙率大于4%时,空隙率越小,混合料高温性能越好;在最佳油石比下,混合料具有较好的高温性能。     

沥青混凝土路面再生工艺的试验研究

结合沥青混凝土路面材料构成特性,利用F ick定律分析得出温度、时间和浓度梯度等因素对新旧沥青粘结剂混溶质量影响较大。依据分析结果,针对沥青混凝土路面热再生方法的工艺特点,设计试验利用旧矿粉的转移量表征不同工艺因素下再生沥青粘结剂的混溶程度。对试验结果进行多因子方差分析得出,采用预热旧料、增加拌和时间和添加再生剂等工艺措施能够显著提高再生沥青混合料粘结剂的混溶再生质量。