高速公路软土地基沉降预测方法综述

在高速公路软土地基路段的建设过程中，考虑到软土地基的复杂性，为了控制施工进度，指导后期的施工组织与安排，如何利用沉降观测资料较为准确地推算后期沉降（包括最终沉降），系统研究了曲线拟合法、灰色系统法、人工神经网络法、遗传算法等多种软土地基沉降预测方法的原理及其应用，为准确预测高速软土地基的沉降量提供了方法上的参考。  

超载对沥青路面的影响

结合交通调查，利用先进的移动式轴重仪对干线公路进行了现场轴重测试，发现高速公路实际的重载化和超载现象比较严重，接触压力普遍超过0．7MPa。运用编写的相关的有限元程序，通过改变车辆荷栽的基本模型，分析了车辆荷载对路面结构的影响和荷载的不均匀性对路面使用性能的影响。结果表明面层的剪应力、基层与底基层底部的拉应力和路基顶部的压应力都随轴载的增加而增长，超载对沥青路面的早期破坏影响严重。  

半刚性基层表面裂缝影响因素

为了减缓半刚性基层表面收缩裂缝，应用有限元软件ABAQUS，通过建立8结点等参单元有限元模型，对影响半刚性基层表面裂缝产生的各因素进行了力学分析。计算结果表明：材料的温缩系数越大，对降温的敏感性就越强；材料的干缩系数越大，对失水率的敏感性就越强；基层表面裂缝尖端的应力强度因子与基层温缩系数、干缩系数和基层弹性模量呈线性增长关系。故在基层的设计和施工中，应减小混合料的温缩系数及干缩系数；在强度达到要求的情况下，结合料含量取低限；基层铺筑7d内应避免重车碾压，需加强洒水养生和保温、保湿等措施。  

沥青混合料应变疲劳性能的试验研究

沥青混合料疲劳试验的荷载控制模式有应力控制模式和应变控制模式。而在应变控制的疲劳试验过程中 ,沥青混合料的应力应变状态更符合沥青路面的实际情况。试验得出的弯拉应变与疲劳寿命之间的关系便于应用。运用 MTS81 0材料试验系统 ,进行了 5种级配的沥青混合料的应变控制模式的疲劳试验 ,得出了它们的应变疲劳方程 ,并对疲劳方程进行了比较和分析。研究表明 ,同一应变 (或应变比 )下 ,若干试件的对数疲劳寿命表现为正态分布 ,而且应变、应变比与疲劳寿命分别在双、单对数坐标上表现为直线关系 ;单对数坐标下以应变比表示的疲劳方程较双对数坐标下的以应变表示的疲劳方程稳定 ,而双对数坐标下的疲劳方程更易区分出沥青混合料疲劳性能的优劣 ;应变控制模式下的疲劳试验 ,其它条件相同时 ,沥青混合料的模量越小 ,疲劳寿命越长。  

改性膨胀土路基受水特性

研究了路基土场土的物理性能、矿物组成及胀缩特性，采用多种方法综合评价土场土膨胀潜势；通过多种配比的石灰改性方案分析，土样胀缩性能均有明显改变。以所选土场土填筑试验工程，观测自然受水条件下高压实度膨胀土路基受水特性，发现路基成型初期受水后，含水量急剧增加，压实度明显降低，强膨胀潜势层位出现在高压实区；90d后路基弯沉观测趋稳定，路基强度形成。结果表明弱-中性膨胀土石灰改性后填筑的路基，其受水影响主要表现在路基成型初期，自然失水干燥后路基强度逐步恢复。  

人-车-路相互作用三质量车辆模型分析

基于人-车-路相互作用建立了简化的三质量车辆模型，运用叠加法计算了车辆动载荷的幅频特性与功率谱密度、加速度放大因子与加速度谱，利用所建的简化车辆模型对车辆的振动特性进行了评价，研究了车辆载荷与行驶安全性、加速度与振动舒适性的关系。结果表明，三质量车辆模型更能体现人体的振动舒适程度与路面不平度的响应关系，对于深入分析路面结构的动力响应有重要价值。  

沥青高温性能指标的灰色关联度分析

为了很好地反映沥青的使用状态,优化和改进沥青高温性能指标,应用灰色关联度法计算了原样沥青60℃粘度和改性沥青135℃粘度以及实测软化点与SHRP动态剪切试验所得的车辙因子及国内目前常用的几种沥青高温指标间的关联度。结果表明,原样沥青60℃粘度与车辙因子相关性比较好,达到0.800以上,改性沥青135℃粘度与车辙因子相关性比较差;对于短期老化后,原样沥青60℃粘度和改性沥青135℃粘度都与车辙因子关联性比较好,最高达到0.879,而实测软化点与各项沥青指标的关联度都不是很好;实测软化点和SHRP沥青高温性能指标仍存在着差异。因此车辙因子不能用来反映改性沥青的高温性能,可以用短期老化后的沥青车辙因子来反映改性沥青的高温性能,实测软化点本身作为评价沥青高温性能的指标还有待于进一步研究。  

冲击破碎混凝土路面的三维叠层模型

在旧水泥混凝土路面改建中，常采用冲击破碎方法处理原路面，常规的层状连续模型不能反映破碎混凝土板块的工作状态，因此，建立了一种分块三维叠层结构有限元模型。该模型中的加铺层和地基弯沉是连续的，破碎水泥混凝土板之间的弯沉是不连续的，上下层之间的弯沉也可以是不连续的。分析结果表明，加铺层、破碎水泥混凝土板和地基相互之间有脱空现象；虽然破碎水泥混凝土板的弯沉呈双线性分布，但是下层弯沉盆仍然包络上层弯沉盆；在破碎水泥混凝土板缝两侧有弯沉差，该处加铺层有集中弯矩和剪力差。对于具有间断刚性(或半刚性)基层的路面结构，该模型是一种可供选择的计算方法。  

含EPS夹层台背回填材料的离心模型试验

通过离心模型试验，研究了EPS(Expanded Polystyrene)夹层以及“夹层 格栅”结构对台背土压力和差异沉降的影响。根据等应变原则对台背结构、地基、回填材料、格栅和夹层材料进行模拟，采用n为20的模型比尺进行离心模型试验；并运用数字图像技术分析了土工格栅的位移与变形。研究发现设置夹层后回填材料对台背的土压力显著减小；台背与回填材料的差异沉降有所增加。“夹层 格栅”结构进一步减小了回填材料对台背的土压力，桥台与回填材料的差异沉降也比较小，格栅所受的拉应力明显变大。结果表明夹层的存在非常有利于格栅加筋效果的发挥．“夹层 格栅”的处理方法更加适用于三背回填的实际工程。  

沥青混合料疲劳性能影响因素的灰关联分析

荷载条件，环境条件以及沥青混合料本身性质都会影响沥青混合料的疲劳性能，研究了荷载间歇时间、加载频率，试验温度，空隙率，沥青针入度，沥青用量六因素对沥青混合料疲劳性能的影响程度。首先将影响因素适当组合，在MTS材料试验系统上进行了不同条件下的应力控制的疲劳试验；然后灰关联的分析方法，分析了各影响因素与沥青混合料疲劳寿命的关联程度；最后，讨论了各因素是如何影响沥青混合料的疲劳性能的，研究表明，各因素对沥青混料疲劳性能影响程度大小顺序为：荷载间歇时间→试验温度→沥青针入度→加载频率→混合料空隙率→沥青用量。