水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能研究

该文介绍了水泥混凝土路面加铺沥青面层结构抗裂缝扩展性能的研究。为了解不同措施延缓水泥混凝土路面加铺沥青层结构反射裂缝的效果,建立了考虑接缝传荷能力的水泥混凝土路面加铺沥青面层结构三维有限元分析模型,以Paris裂缝扩展寿命描述反射裂缝扩展。研究发现各种措施扩展寿命大小差异与接缝弯沉差有关。防裂贴与应力吸收层组合结构的扩展寿命最大,土工布与防裂贴扩展寿命接近。不同防反措施扩展寿命随接缝弯沉差的衰减速率大小为:防裂贴加应力吸收层,应力吸收层,玻纤格栅,土工布,直接加铺。     

沥青路面荷载型反射裂缝力学计算分析

该文为了探究开裂基层、旧路面结构上沥青加铺层开裂机理,并验证富沥青的沥青砂应力吸收层在防治沥青路面反射裂缝方面的作用效果,首先从建模入手,介绍了有限元模型的建立,继而分析确定了车辆轮载作用在沥青加铺层上的最不利位置,进一步分析了应力吸收层在防治沥青路面反射裂缝中的作用效果。     

基于XFEM的沥青加铺层材料的裂缝扩展

为了研究旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层材料在一定的荷载下的断裂和裂缝发展,采用ABAQUS的扩展有限元法（XFEM）对加铺的沥青混凝土材料进行了数值模拟分析,并结合数值模拟模型进行了相同情况下的裂缝扩展室内试验。结果表明XFEM的数值模拟分析所得数据与室内的试验所得数据具有良好的相关性。最后对实际路面结构进行了模拟分析。为研究沥青混凝土材料加铺的裂缝发展与荷载作用提供了可供参考的方法和数据。     

水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝防治

本文对水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝形成机理进行了理论分析 ,采用弹性理论与有限元方法 ,对水泥混凝土路面上沥青加铺层应力和位移进行了计算 ,通过试验验证了理论分析与计算的正确性 ;针对反射裂缝形成机理 ,提出沥青加铺层反射裂缝的防治措施。     

基于应力强度因子的旧水泥路面沥青加铺层反射开裂特性研究

在路面改造中,旧水泥路面加铺沥青是一种十分有效的方法,但容易出现反射裂纹的问题。该文运用断裂力学和有限元数值模拟相结合的方法,研究在交通载荷作用下沥青表层反射裂纹扩展情况。通过应力强度因子对产生病害的路面进行了疲劳断裂寿命预估。探讨了裂纹反射深度、沥青加铺层弹性模量和厚度对产生病害路面疲劳断裂寿命的影响。研究表明:反射裂缝在交通载荷作用下以Ⅰ和Ⅱ型扩展为主;整个反射裂纹上最危险点在裂纹的边缘,比较容易发生裂纹扩展;交通载荷作用在水泥混凝土板边缘处对路面破坏最严重;反射深度越深,剩余的疲劳断裂寿命越少;增加沥青加铺层的厚度和降低沥青加铺层的弹性模量能够增加其疲劳断裂寿命;相比改变加铺层弹性模量,增加加铺层厚度对于路面的疲劳断裂寿命影响更明显。     

应力吸收层缓解沥青混凝土加铺层应力集中的数值模拟分析

沥青混凝土加铺层的反射裂缝,主要是由旧水泥混凝土路面接缝处应力集中导致加铺层应力过大而引起的。采用有限元方法对设置与未设置应力吸收层的加铺层结构进行对比分析可知,在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间设置应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力、温度应力及应力强度因子均有大幅度的降低,应力吸收层的模量越低,效果越明显。理论分析结果表明,应力吸收层可有效地缓解接缝处沥青混凝土加铺层的应力集中现象,延缓反射裂缝的产生与发展速度。     

设置防裂夹层的沥青加铺层结构轮载模拟试验对比分析

为了评价不同夹层材料防反射性能和它们延缓旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝的效果,根据现有的国内外防反射裂缝室内模拟试验,采用轮辙仪进行模拟试验,设计了弯拉型和剪切型2种室内模拟试验模型,其加载方式更接近于实际。模拟试验对比研究了加铺经编玻纤格栅、FHGS高强玻纤复合材料土工格栅(以下简称:FHGS格栅)、聚酯玻纤布、橡胶应力吸收层等四种防反射裂缝措施与直接加铺沥青面层之间防反射裂缝效果的差距。试验结果表明:弯拉型模拟试验中加铺经编玻纤格栅、FHGS格栅、聚酯玻纤布、橡胶应力吸收层与无防反措施相比,其加铺层终裂时轮载作用次数分别增加了3.86倍、3.54倍、3.03倍、2.19倍;剪切型模拟试验中加铺经编玻纤格栅、FHGS格栅、聚酯玻纤布、橡胶应力吸收层与无防反措施相比,其加铺层终裂时轮载作用次数分别增加了2.31倍、3.24倍、1.81倍、1.94倍。综合比较且考虑到尺寸效应的问题,在水泥路面白改黑实际工程中应当优先采用FHGS格栅作为防反射裂缝的措施。     

基于非线性接触的复合路面沥青砂应力吸收层设计研究

为了设计复合路面的高黏弹性沥青砂应力吸收层,文中应用ABAQUS建立含裂缝复合路面有限元模型,并在层间设置黏聚接触和库伦摩擦接触来确定应力吸收层的弹性模量和厚度等参数。首先,对比了面层和基层之间非线性接触和完全连续时的面层层底拉应力,验证了非线性接触的必要性和应力吸收层的抗裂效果。然后,在确定高黏沥青砂配合比的基础上,通过室内试验得到沥青砂材料在温度和荷载作用下的最不利拉伸、剪切强度。最后,通过力学响应分析了应力吸收层的弹性模量和厚度取值范围,并与试验结果进行了比较,验证了文中设计的高黏弹沥青砂应力吸收层的合理性。     

特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层防裂机理分析

反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用特粗粒径沥青碎石AM-40作为裂缝缓解层的方法,利用特粗粒径沥青碎石的多空隙结构阻断裂缝尖端的扩展路径,消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及应变,减小接缝处加铺层的应力集中现象。采用三维有限元法对设置普通沥青混凝土与特粗粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的加铺结构进行力学对比分析可知,后者的荷载应力、温度应力及耦合应力均小于前者的应力值。通过加铺层试验路观测与理论计算分析表明,特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层可有效地防止或减缓水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的反射裂缝。     

基于应力吸收层旧水泥砼路面沥青加铺层防治反射裂缝的应用研究

结合旧水泥路面加铺沥青面层的路面改造实体工程,运用STRATA应力吸收层进行加铺层反射裂缝防治,介绍了沥青加铺层结构方案及防治反射裂缝的措施,分析了STRATA应力吸收层沥青混合料的性能要求,提出了沥青加铺层施工质量控制措施。     

沥青加铺层反射裂缝发展疲劳模拟试验研究

恰当的疲劳试验能够很好地反映加铺层中各材料和结构层的工作状态,可为加铺层理论分析与计算以及结构设计提供宝贵的参数.文章在总结已有试验经验的基础上,对沥青混合料车辙试验系统进行改造,可实现对水泥混凝士板沥青加铺层弯拉型和剪切型反射裂缝扩展过程进行模拟,比较不同沥青加铺层结构和材料抗反射裂缝的能力,为优选最佳沥青加铺层材料和结构提供依据.     

橡胶沥青应力吸收层作用机理的研究

为了防止反射裂缝,用橡胶沥青作为应力吸收层,建立有限元模型,分析层间接触的应力吸收层荷载应力、沥青加铺层厚度变化对应力吸收层荷载应力的影响,应力吸收层厚度、模量变化对荷载应力的影响。研究表明:在加铺层结构中的关键层采用橡胶沥青是非常有必要的。     

模拟沥青加铺层反射裂缝扩展的MTS疲劳试验

目前国内外道路工程界对用于防止旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝结构和材料的研究仍处于探索与试验阶段。本文采用M TS模拟水泥混凝土板沥青加铺层弯拉型和剪切型反射裂缝扩展过程,评价不同防裂材料的阻裂效果,为优选沥青加铺层结构提供依据。     

STRATA应力吸收层对加铺层荷载及温度应力的影响分析

STRATA应力吸收层是一种用于防止沥青加铺层反射裂缝的新型沥青混合料,它采用特殊聚合物对沥青进行改性,具有高弹性、不透水及抗裂性能好的优点。采用三维有限元法对设置DTRATA应力吸收层的标准加铺层结构与另两种未设置STRATA应力吸收层的对比加铺层结构进行应力分析,计算结果表明:在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置STRATA应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力与温度应力均有较大幅度的降低。     

同步碎石应力吸收层特性研究

目前国内外对旧水泥混凝土路面上加铺沥青结构层的组合类型和性能的研究很多,该文主要对沥青加铺层结构组合中的同步碎石应力吸收层进行研究,通过MTS疲劳试验模拟不同结构组合类型的加铺层的弯拉型和剪切型发射裂缝的扩展过程,评价同步碎石应力吸收层的效果;通过其力学特性和相关资料说明同步碎石应力吸收层具有良好的防水性、粘结性、低温抗裂、抗拉伸疲劳和流变等路用特性,是一种性能良好的新型应力吸收层。     

旧水泥砼路面加铺沥青层的三维有限元分析

应用Abaqus三维有限元分析软件,针对旧水泥砼路面进行直接加铺和增设应力吸收层后加铺沥青层两种处理方案,通过与原未改造路面对比,结合温度场,进行不同荷载作用下路面结构接缝弯沉和传荷能力分析,研究沥青加铺层结构强度和反射裂缝。结果表明,加铺沥青层后弯沉与传荷能力均有明显改善;温度场对旧砼路面弯沉和传荷能力的影响远大于荷载作用,加铺沥青层后弱化;结构强度指数能评价传荷能力,但对温度耦合下的超载有局限性;增设应力吸收层能有效阻止反射裂缝。     

ISAC应力吸收层对加铺层荷载及温度应力的影响分析

ISAC应力吸收层是一种用于防止沥青加铺层反射裂缝的新型应力吸收层,它由玻纤格栅、土工布和粘弹性薄膜层复合组成夹层。采用三维有限元法对设置ISAC应力吸收层的标准加铺层结构与另两种未设置ISAC应力吸收层的对比加铺层结构进行应力分析,计算结果表明:在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置ISAC应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力与温度应力均有较大幅度的降低。     

严寒地区高黏高弹改性沥青应力吸收层沥青混合料路用性能研究

为解决河北省张家口市北部坝上地区沥青路面反射裂缝严重的问题,以高黏高弹改性沥青应力吸收层为研究目标,通过沥青的常规试验和PG分级试验来评价3种不同的应力吸收层沥青结合料,并对3种沥青混合料的路用性能进行了研究。通过室内试验结果表明,高黏高弹改性沥青的常规技术指标要明显高于常规改性沥青,PG分级也高于常规改性沥青。与普通改性沥青应力吸收层沥青混合料相比,高黏高弹改性沥青应力吸收层沥青混合料具有更好的路用性能。     

关于锚头丝沥青混凝土路面的抗裂技术探究

提出了一种关于锚头加筋沥青路面结构,通过有限元软件模拟锚头丝沥青路面在温度应力场和既有反射裂缝下的强度计算,从材料选取和加筋方面对沥青混凝土路面横向裂缝和反射裂缝的扩展进行了研究。研究结果表明:采取沥青混凝土上面层加铺加筋锚头丝的工艺方式,能降低基于温度应力引起的横向裂缝的产生和扩展,有效防止路面低温开裂引起的路表横向裂缝问题;采取在半刚性基层加铺加筋锚头丝的工艺方式,能改善裂缝而产生的应力集中现象,有效改善面层底部的应力状态,延缓沥青路面下面层反射裂缝的产生和扩展。     

旧砼沥青罩面层及应力吸收层有限元分析

旧水泥混凝土路面上罩沥青加铺层是一种较为常见的路面改造方式,通常的做法是在加铺层下面设置应力吸收层。为了减少反射裂缝的发生,采用ANSYS软件对不同层厚的加铺层以及不同弹性模量的应力吸收层进行三维有限元分析,通过不同路面结构的加铺层底主应力、剪应力、拉应力以及弯沉的对比分析,确定合理的加铺层厚度以及应力吸收层模量。分析结果表明,应力吸收层的弹性模量宜为4~6 GPa,沥青加铺层厚度宜为5~10 cm。