低掺量RAP热拌沥青混合料低温性能试验及影响因素分析

基于对AC-10,AC-13两种低RAP掺量热拌沥青混合料的低温性能试验,研究了不同RAP掺量下两种沥青混合料低温抗裂性能的变化规律。同时,应用灰关联分析理论,研究了影响混合料低温性能的主要因素。结果 AC-10相对于AC-13具有更高的抗弯拉强度和弯拉应变;加入RAP对提高AC-13热拌沥青混合料的低温抗裂性能有显著效果;运用灰色关联分析表明:油石比的大小是影响低RAP掺量热拌沥青混合料的第一要素。采用低RAP掺量的热拌沥青混合料(AC-10和AC-13)的试件弯拉应变均满足规范要求。     

基于层间分离的PFCC-PCC路面耦合应力分析

目的:分析在原普通水泥混凝土(PCC)路面上实施聚丙烯纤维水泥混凝土(PFCC)加铺层的路面结构层间分离状态时其内部耦合应力。方法:首先根据阶跃型温度场理论得到层间分离状态下路面结构内温度场的理论解,在此基础上对比分析层间分离路面结构受行车荷载与温度应力共同作用下产生的耦合应力及二者单独作用于路面结构的叠加应力。结果:刚性路面加铺设计应按照阶跃型温度场传递方式考虑温度应力对PCC面层的不利影响;层间分离状态下路面结构内的耦合应力远远大于叠加应力,应提高加铺型路面结构的目标可靠度以满足设计年限的要求。     

沥青路面橡胶沥青碎石下封层层间连接性能研究

为了研究橡胶沥青碎石下封层对提高层间连接性能起到的效果,基于干线公路沥青路面下封层技术应用后的路面状况和钻芯取样调研资料,提出了层间连接效果指数来评价橡胶沥青碎石下封层和其他层间处治技术的实施效果,并通过室内层间剪切试验,得到橡胶沥青碎石下封层和其他层间处治技术的层间摩擦系数及抗剪强度。综合实际路面下封层应用效果评估和室内试验评估结果,明确了橡胶沥青碎石下封层相比于其他层间处治技术在层间连接性能上的优势。     

路面坡损状况及长期预报的研究

结合沈大高速公路青路面破损状况的实测资料，对高等级公路沥青路面破损规律及评价方法进行了研究，在此基础上，运用灰色系统理论方法建立了沥青路面破损状况的长期预报模型。     

应用线弹性疲劳损伤理论的沥青路面轴载换算

应用疲劳损伤力学基本原理,探讨了适用于沥青路面轴载换算的新方法,并对该方法拟合的公式与规范按弯沉等效推荐的当量轴载换算公式进行了比较。计算结果表明在进行沥青路面轴载换算时,采用不同的等效换算原理,将导致非标准轴载与标准轴载当量换算系数上的不同,前者较后者大。这种差异一方面直接影响沥青路面的结构厚度设计,对设计年限内累计当量标准轴载作用次数的低估,必然导致沥青路面早期破损现象的发生;另一方面揭示弯沉等效表征的是路面结构的瞬间刚度性质,代替不了路面结构的长期疲劳强度特性。     

考虑层间接触状态下的BFRC加铺层厚度研究

基于玄武岩纤维混凝土(BFRC)加铺层与原水泥混凝土层间剪切试验,得到BFRC与原路面的粘结性能参数,应用ABAQUS有限元方法,对BFRC薄层加铺路面结构进行数值模拟分析,对比三种层间粘结状态下与不同厚度的BFRC层层间剪应力的情况,得到了BFRC薄层厚度与层间剪应力的关系,并将有限元数值计算结果与实验值对比。结果表明:相同的BFRC层厚度时,随着层间摩擦系数的增大,层间的粘结剪应力越小;相同的层间摩擦系数,BFRC层厚度越大,层间剪应力也越小,同时得到不同的BFRC层层间粘结状态下适宜的加铺层厚度。论文研究结果为玄武岩纤维水泥混凝土加铺层设计提供了理论依据。     

低活性粉煤灰污染物路用材料的性能评价

基于弹塑性力学和有限元的基本思想,分析了粗颗粒粉煤灰路堤在交通循环荷载作用下的累计塑性变形发展的一般规律;同时采用室内试验与试验路场地验证的方法,对3种能够最大程度上利用细颗粒粉煤灰的基层混合料(灰土稳定粉煤灰、二灰、二灰土)进行了全面路用性能评价。分析结果表明:交通重复荷载下粗颗粒粉煤灰路堤累计塑性变形量明显小于一般性粘土路堤,从而有效地减少了路堤工后不均匀沉降对上部路面结构的影响;细颗粒低活性粉煤灰在水泥早强剂激发下形成的灰土稳定粉煤灰基层材料,不仅体现了良好的室内强度特性,同时在试验路路况评定中也表现了比二灰、二灰土基层试验段良好的路用性能。研究成果为低活性粉煤灰的整治利用提供了方向,并为在公路工程中的推广应用提供了充分的理论依据和技术支持。     

带凸榫重力式挡土墙的滑移分析

通过对沈大高速公路某段带凸榫重力式挡土墙因墙后浸水产生滑移破坏的分析,探讨在路基浸水情况下的挡土墙的受力状况,推导出带凸榫挡土墙浸水情况下的滑动稳定系数的变化公式,进而对因雨水产生的水位差对挡土墙的滑动稳定系数的影响进行了论述。得出路基由于排水不畅形成的瞬时水位对挡土墙的滑移影响很大,随着水位的提高该挡土墙的滑动稳定系数很快低于允许值,进而产生滑移破坏。利用凸榫前产生的被动土压力可以显著提高挡土墙抗滑力。     

基于流固耦合的行车临界风速研究

为了研究风-车-桥耦合系统中车-桥系统的振动特性及车辆行车安全特性,得到车辆在大跨度桥梁上行驶时车辆的安全行驶临界风速,对车辆通过大跨斜拉桥时车辆的气动特性、车-桥系统的振动特性及车辆的行车安全特性进行研究。研究风荷载作用下车辆在大跨度桥上行驶时车辆的行车安全临界风速,分析车辆行驶速度、路面状况及风偏角对车辆行驶安全临界风速的影响。车-桥系统的耦合振动会导致车-桥系统周围风场的特性发生变化,风场的变化会导致下一时刻车-桥系统的受力状态发生改变。考虑车辆运动及车-桥系统的振动与车-桥周围风场的相互影响,基于双向流固耦合数值模拟,建立风-汽车-桥梁空间耦合振动数值分析模型。通过风-车-桥耦合系统三维数值分析,得到了风荷载作用下车辆在大跨度桥上行驶时不同状况下车辆的倾覆及侧滑临界风速。结果表明:基于双向流固耦合数值分析能够较精确地模拟风-车-桥耦合振动系统;风荷载作用下车辆在桥上行驶时,车辆的振动特性主要由汽车-桥梁系统决定,车-桥系统的振动特性受自然风荷载影响;侧向风荷载作用下车辆的倾覆力矩系数及侧向力系数并不一定为最大值,车辆在大跨径桥上行驶受侧向风荷载作用并不一定为行车安全分析的最不利状况。     

纤维增强沥青混凝土路面抗裂性能的黏弹性损伤分析

为了研究芳纶纤维增强沥青混凝土路面的抗裂性能,通过劈裂试验和细观复合材料力学对比研究,确定了芳纶纤维的合理掺量为质量含量0.2％;应用黏弹性理论确定了芳纶纤维增强沥青混凝土的松弛模量;应用有限元数值计算的方法,对已含裂缝芳纶纤维增强沥青混凝土路面进行了黏弹性与损伤的耦合分析,分析了芳纶纤维含量对平均损伤因子、损伤区半径、断裂区半径的影响.分析结果表明:质量含量为0.2％的芳纶纤维增强沥青混凝土路面的松弛损伤因子比无纤维时减少了8.38％,损伤区半径和断裂区半径分别减小了66.34％和64.16％;这3个参数都充分表明,芳纶纤维增强沥青混凝土路面的力学性能和耐久性都有明显地改善,可提高低温抗裂能力.