刚性基层沥青路面轴数系数研究

无论新建还是改建沥青路面,轴载换算均是结构设计的重要内容。轴载换算的精确性将严重影响结构设计的准确性,甚至影响道路结构的使用寿命,而轴数系数是轴载换算公式中反映不同轴数之间换算关系的关键参数,有必要进行深入研究。本文针对刚性基层沥青面层路面结构,应用弹性层状体系理论计算程序,分别以沥青层设计弯沉值、水泥混凝土刚性基层层底拉应力为换算指标,变换层厚、模量等不同的路面结构层参数及车轮荷载作用的轴距,来计算刚性基层沥青路面结构轴载换算公式中的轴数系数。通过计算结果的回归分析,与AASHTO及我国设计方法关于轴数系数的计算公式进行对比分析,提出了建议的轴数系数计算公式。     

半刚性基层沥青路面轮组系数研究

大量半刚性基层路面结构运营未达到设计要求,主要原因是轴载换算存在不足。为了研究轴载换算中轮组系数的值,使用Apbi计算软件,考虑面层厚度、面层模量、基层模量的不同,计算弯沉与应力,根据推导而得的轮组系数公式计算得到轮组系数,结果表明：面层厚度、面层模量、基层模量对轮组系数的影响不大,但计算结果与规范相差较远。通过计算得出与规范不同的轮组系数,可为轴载换算的修正提供参考数据。     

柔性路面轴载换算中轴数系数的计算分析

以轴载换算原则为基础,结合我国沥青路面设计规范中的轴载换算关系,利用apbi路面力学计算程序,针对柔性基层沥青路面的各种典型的路面结构组成,以路表最大弯沉为验算指标,计算并总结归纳出适合柔性基层沥青路面典型结构的轴数系数。     

双轴车辆的轴数系数研究

利用Kenlayer弹性层状体系计算程序,分析在典型的半刚性基层路面下,各结构层参数对以不同设计指标进行轴载换算时的轴数系数的影响,确定对轴数影响比较显著的指标;通过拟定不同的结构层参数,进行回归分析,得出不同设计指标的轴数系数修正公式。     

利用轴载谱确定高速公路沥青路面当量轴载换算系数

交通荷载是在路面结构分析和设计中最重要的因素之一,然而我国目前在进行沥青路面当量轴载换算时,对不同车型的换算系数取值随意性较大,不能很好的反映真实情况。利用江苏省不同地区20条高速公路从2004年—2006年所有货车和大客车的动态称重(WIM)数据,分析确定了各自的轴载谱参数。比较了我国和AASH-TO1993沥青路面设计方法中的轴载换算公式的区别。分别利用两种方法确定了各种车型的当量轴载换算系数,可供沥青路面结构分析和设计参考。计算了混合交通的当量轴载作用次数,指出在对比我国和国外的交通量时,应考虑由于轴载换算方法不同而带来的差别。     

半刚性基层沥青路面高温修正系数研究

基于弹性层状理论,运用apbi计算程序,考虑高温对沥青混合料模量的影响,采用路表弯沉值为指标,基于大量计算数据分析温度对半刚性基层沥青路面轴载换算的影响,并结合江苏地区的具体情况,给出了高温修正系数β的建议值,约为1.73。     

具体交通条件下车辆轴载换算系数计算方法

依据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)对车辆当量设计轴载换算系数的确定过程进行分析,并参考国家及地方相关超限超载的治理政策,提出了具体设计交通条件下车辆当量设计轴载换算系数的计算方法。     

利用轴载谱分析高速公路水泥路面当量轴载换算系数

利用江苏省不同地区20条高速公路上2004～2006年所有货车和大客车的动态称重数据,分析确定了各自的轴载谱参数;比较了我国和AASHTO 1993水泥路面设计方法中轴载换算公式的区别,分别利用这两种方法确定了各种车型的当量轴载换算系数以及混合交通的累计轴载作用次数, 为路面结构分析和设计提供参考,并指出在参考国外相关指标和典型的路面结构时,应当注意由于国、内外水泥路面轴载换算公式不同而造成的差别.     

基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算方法

针对钢桥面铺装设计必须控制的疲劳和车辙主要破坏形式,提出了钢桥面铺装结构设计的疲劳指标与车辙指标,遵循疲劳和车辙等效轴载换算原则,应用疲劳等效原理,推导出基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算公式。根据室内疲劳试验及力学分析结果,确定了该公式中的换算指数和其他轴型与轮组轴载换算为单轴双轮组的轴载换算系数。结果表明,对于钢桥面浇注式沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为4．35,对于钢桥面改性沥青SMA铺装体系的轴载换算指数为5．30,对于钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为6．25,在钢桥面铺装设计与验算中,经换算其结果较为精确、可行。     

沥青路面重载作用下损伤数值分析

针对当前我国沥青路面车辆超载的情况,对半刚性基层沥青路面结构在路表弯沉、结构应力、应变、使用寿命等方面进行数值计算与分析.结果表明,随着轴载的增加,弯沉增大轴载换算系数明显增加,车辆超载使累计标准轴次大大增加,路面使用寿命明显缩短,通过数值计算分析了车辆超载对沥青路面的静力损伤情况,为我国在重载交通条件下沥青路面的设计和沥青路面的早期破坏方面作指导.     

重载沥青路面基于实测荷载图式的轴载换算研究

为更准确地进行重载沥青路面轴载换算,调查了货车的轴重及胎压分布,发现了两者之间存在的对应关系．改变轴重和胎压测试了轮迹,轮胎接地压强和接地半径均随轴载的增加而增加,荷载中心距保持不变．测试了移动车辆的轮胎接地压强分布,发现在全轮迹范围内基本属于均匀分布．根据重载车辆轮迹及轮胎接地压强分布,得到了重载道路荷载作用图式．采用该图式,并充分考虑路面结构的非线性,推导出基于弯沉等效、弯拉等效和土基顶面压应变等效的轴载换算公式．     

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。     

沥青路面结构内荷载频率分布与变化规律的研究

对一柔性基层沥青路面段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下进行了动态模量试验,根据试验结果形成了各混合料的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并通过埋设传感器实测了路面结构内的温度场,利用等效路面厚度法对路面结构内不同深度荷载作用频率和应力峰值个数随车速、轴载类型和路面温度场的变化规律进行了分析.     

基于车辙等效的沥青路面轴载换算方法

以剪切应力强度比为指标建立了基于车辙等效的沥青路面轴栽换算方法。通过有限元路面力学和温度场模型对典型高等级沥青路面结构进行分析,得到不同环境和荷栽条件下的轴载换算指数,通过多元线性回归得到其预估公式,并通过实例计算结果与现行规范方法的进行了比较。研究表明：面层厚度、层位、混合料类型、温度和车速条件都对轴载换算指数有着显著的影响;沥青混合料剪切应力强度比与抗车辙性能之间的良好的相关性并不依赖于材料类型、温度、荷载和围压水平;基于不同控制指标的轴载换算结果相差较大,本文提出的基于车辙等效的换算方法可以作为现行规范方法的有益补充。另外,认为进行轴载换算时对于不同沥青层位应该分别计算。     

沥青路面高温车辙仿真分析研究

基于粘弹塑性理论粘弹塑性本构关系,运用ANSYS软件建立了津滨高速改扩建新建沥青路面车辙分析的有限元模型,对比分析了优化路面设计方案（GTM法）与原设计方案（Marshall法）路面车辙的发展规律。结果表明：GTM法优化设计方案具有较好的抗车辙效果,显著延缓了车辙病害的发生;永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占4％,沥青路面车辙主要产生在结构表面以下20cm深度范围以内,主要集中在4～10m范围,这部分的永久车辙变形约占总变形的60%。另外,进行了一系列重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴栽换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.62,对今后的基于车辙为控制指标沥青路面设计具有重要的指导意义。     

轴重限值与道路养护维修费用的相关分析

以不同轴限下车辆轴载分布的统计和预测数据为基础,根据我国干线公路（国道＋省道）的里程、路面类型、使用年度以及主要的养护维修方法,计算分析了不同轴限下国道每年的大修养护费用．结果表明,轴限提高至１３ｔ时,道路的养护维修费用急骤增长,增长幅度较大;并且轴限愈高,轴限约束水平对道路养护维修费用的影响愈敏感．     

基于Johnson-Cook黏塑性模型的沥青路面车辙计算

采用Johnson-Cook模型描述沥青混合料黏塑性本构关系,通过不同温度和不同应变率下单轴压缩试验确定沥青和改性沥青混合料的Johnson-Cook黏塑性模型参数,利用ANSYS瞬态动力学分析理论,分析了在设计年限内当量轴次和超载等不同条件下对沥青路面车辙变形的影响。结果表明:使用天然岩沥青改性沥青面层比基质沥青面层的抗车辙性能均提高20%,符合沥青路面车辙变形实际情况;基于Johnson-Cook黏塑性模型的车辙计算方法,为沥青路面车辙研究提供了一种新的思路和技术途径。     

重载交通条件下交通参数分析及沥青路面设计

在府店路上,选取了2个点,进行车型组成和施荷参数调查.在此基础上,分析了超载超限运输和路面相关的主要特征,对路面设计应对这些特征变化如何调整进行了探讨,通过分析,推荐了合理的重载沥青路面的设计标准轴重、轴载换算公式和轴次计算的工作流程.