测量与微观力学分析预测HMA断裂能密度

该文阐述以断裂能密度作为沥青混合料开裂临界值,通过半圆形弯曲试验(SCB)测定断裂能密度.采用位移间断性边界元法模拟SCB试件沥青混合料微观结构,并预测了断裂能密度.     

连续变温沥青路面车辙变形数值模拟

采用ABAQUS有限元软件建立三维半刚性基层沥青路面结构的温度场模型,输入某地区夏季高温1天24 h温度,考虑了沥青路面材料性质(弹性模量、蠕变参数)随温度变化的特征,进行持续变温的车辙变形模拟分析。主要研究高温时,路面在不同行车速度作用下,不同深度结构层竖向变形、剪切蠕变、压蠕变规律。结果表明:竖向变形、剪切蠕变、压蠕变值在整个行车道路横向范围内呈正负交替变化。不同层位的竖向变形、剪切蠕变、压蠕变变化规律不相同,但同一层位变化规律是一致的,都随着行车速度的降低而增加,而且发现当车速处于中低速(30~80 km/h)时,车速增大对竖向变形、剪切蠕变和压蠕变的减小程度均明显高于中高速(80~120 km/h)。路表位置轮载外侧边缘受到拉、剪切的综合作用,也验证了拉应力和剪应力作用下,轮胎轨迹外侧边缘容易出现纵向裂缝。而路表正最大剪切蠕变出现在左侧轮迹内侧右边缘,负最大剪切蠕变出现在右侧轮迹内侧左边缘。所以在路表处轮迹内侧边缘容易出现剪切破坏的裂缝。剪切蠕变、压蠕变主要出现在中面层(4~10 cm范围内)。在沥青路面设计时,上面层与中面层需要选择时间硬化蠕变模型中A,n参数变化对温度敏感性小的沥青混合料,以提高沥青路面的抗车辙能力。     

沥青混凝土小梁开裂损伤影响因素分析

为了研究沥青混凝土小梁裂缝在荷载作用下的扩展规律及其影响因素,应用扩展有限元法对预置裂缝的沥青混凝土小梁裂纹扩展进行了数值模拟。在小梁跨中底部预置裂缝,施加固定数值的位移荷载,将裂缝扩展影响因素分为荷载位置(跨中、距离跨中2 cm、距离跨中5 cm)、预设裂缝长度、材料力学参数(抗拉强度、断裂能)。计算结果表明:XFEM裂缝扩展路径不依赖于网格化分和单元边界,裂缝是从单元内部断开,呈现曲折形状,可以显示裂缝扩展的真实形态;裂缝扩展类型与荷载与裂缝的相对位置有关,当施加荷载作用线与裂缝重合时,裂缝扩展区域以受到拉应力为主,扩展类型体现为I型,若两者不重合,裂缝扩展区域以受到拉应力、剪应力的综合作用,裂缝扩展以I-II复合型为主;荷载作用位置离预设裂缝越远,最大主应力峰值、最大主应变峰值都越小,而且裂缝扩展长度也越小;小梁跨中底部的初始裂缝长度越小,裂缝扩展需要的断裂能就越大。改变抗拉强度和断裂能数值表明,抗拉强度的增加只是增大开裂需要的荷载,而断裂能改变不只改变开裂需要的荷载,而且改变小梁受力产生的变形。所以断裂能更能正确反映材料抗裂性能。     

水泥对泡沫沥青混合料性能影响分析

为了研究水泥用量对泡沫沥青混合料强度与疲劳特性的影响,对不同水泥用量(0%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%)的泡沫沥青混合料进行干、湿劈裂强度试验。通过控制应力加载方式,变化应力比进行疲劳试验。试验结果表明:增加水泥用量对干、湿劈裂强度有明显的提高作用。添加多于2%的水泥会降低材料抗疲劳性能,建议水泥用量不超过2%。考虑到泡沫沥青混合料强度要求,需要加入水泥用量至少为1.5%。     

泡沫沥青冷再生混合料配合比设计

为了研究掺人旧路铣刨材料的泡沫沥青冷再生混合料设计与性能,以广东佛山到开平高速公路扩建T程为例。通过在混合料中掺人不同水泥用量（0％、1．5％、2．5％）,旋转压实成型试件,对试件进行干、湿劈裂强度检测,干、湿劈裂强度随水泥用量增加而增加。按试验得到设计参数（最佳含水量为4．9％、最佳沥青用量为3％、水泥掺量为1．5％）制备混合料。分别对其进行车辙试验和疲劳试验。试验结果表明,增加沥青用量会降低泡沫沥青混合料高温稳定性能,沥青用量限定于3．5％以下确保泡沫混合料高温稳定性能。在300its应变水平下,增加沥青用量,混合料疲劳寿命没有明显变化;而在200儿￡应变水平下,沥青用量的增加对疲劳寿命有显著影响。     

泡沫沥青混合料特性研究

文中从泡沫沥青发泡机理、发泡特性及泡沫沥青混合料设计要求方面说明泡沫沥青混合料的性质。通过加入不同剂量的水泥添加剂、石灰、石灰和水泥组合添加剂,研究添加剂对泡沫沥青混合料力学性能的影响。     

制动力对沥青路面纵向应力及变形的影响分析

利用ABAQUS有限元软件建立半刚性基层沥青路面三维模型,对路面施加垂直荷载和制动力荷载,比较路面结构在不同车辆制动力作用下的纵向受力和变形,分析制动力变化对路面结构纵向受力和变形的影响,得出在制动力荷载较大路段,沥青面层推移和波浪等破坏是沥青路面设计中应重点考虑的问题。     

能量法研究路面开裂

文中采用Burgers模型模拟沥青混合料的粘弹性力学现象,通过间接拉伸试验计算促使裂缝扩展的耗散能(DCSE),以预测沥青混合料的疲劳寿命。