高模量沥青混凝土路面永久变形有限元分析

为研究高模量沥青混凝土路面的永久变形性能,运用ANSYS有限元软件对沥青路面结构进行建模,分别对轴载作用大小、中面层厚度、面层材料等因素影响沥青混凝土路面永久变形性能进行分析。得出结论:(1)中面层厚度的增加并不能有效降低路面结构的永久变形;(2)中面层材料选用高模量沥青混合料可有效提升路面结构的抗永久变形性能;(3)重载超载频繁的路面易发生永久变形现象,高模量沥青混合料可有效提升路面结构抗永久变形性能。     

重载作用下沥青混凝土路面永久变形有限元分析

针对水泥稳定碎石基层、沥青稳定碎石上基层水泥稳定碎石基层以及级配碎石基层等多种沥青混凝土路面结构类型,利用ANSYS有限元软件构建1/4圆柱体沥青混凝土路面结构有限元模型,提出在接地压力、荷载作用半径以及不同温度(即5℃、20℃、30℃时)路面面层弹性模量变化的条件下,计算分析沥青混凝土路面竖向永久变形.研究路面结构设计参数对路面永久变形的影响,力求更加准确地模拟在重载作用下沥青混合料的永久变形,为沥青混凝土路面的车辙研究和永久病害的防治提供借鉴.     

长大上坡线形条件下高速公路路面结构设计探讨

针对高速公路通车后数月内即出现早期车辙病害这一问题,结合长大上坡路面结构设计的主要控制指标——永久变形量Ra,采用正交分析法对典型路面结构的永久变形量Ra进行分析。明确了主要影响永久变形量Ra的为沥青面层,基层及路基参数对其影响不大;确定了在路面结构其他结构参数一致的情况下,不同动稳定度条件下中面层厚度选取存在最优厚度这一结论。     

桂北地区旧水泥路面加铺沥青面层结构优化设计

针对广西北部片区气候、交通荷载和公路建设特点,以桂林至柳州高速公路旧水泥路面改造为例,开展桂北地区旧水泥路面加铺沥青面层结构优化设计研究,通过论证和计算提出了桂北地区水泥路面加铺沥青面层的一般加铺厚度和推荐加铺结构,并基于2017版设计规范对推荐加铺方案进行了永久变形验算。结果发现:所提出的沥青加铺结构具有较好的抗车辙能力,能够通过永久变形验算,该结构可供广西区内其他路面改造工程参考使用。     

半刚性基层上沥青路面车辙研究

本文在分析室内环道试验成果的基础上，建立了在重复荷载作用下沥青路面的永久变形规律－车辙深度与荷载作用交数之间的数学关系式，并且分析了沥青性质、沥青混凝土级配、试验温度、沥青面层厚度对车辙深度的影响。     

沥青稳定碎石基层的永久变形性能研究

调查研究沥青稳定碎石基层对车辙的影响;对国内外永久变形标准进行了对比分析;分别系统研究了理论法、理论—统计法、统计法三种车辙预估方法;通过加速加载试验（ALF）,分别针对15 cm、9 cm、6 cm、4.5 cm四种不同厚度的沥青面层进行试验。研究表明：沥青路面车辙的预防关键是面层混合料的抗永久变形能力和土基的承载力;沥青稳定碎石车辙与厚度的关系,在其他条件不变时,在大于某一临界厚度时,是增函数,在低于此临界厚度时,是减函数,此临界厚度一般在15 cm~25 cm。     

沥青稳定基层压缩蠕变试验合理应力水平研究

首先确定研究沥青稳定基层的永久变形采用单轴静态压缩蠕变试验较为合适。然后通过选取沥青稳定基层路面的典型结构参数,计算沥青稳定基层内部压应力的分布,分析结果显示轴载以及面层厚度是影响基层内部压应力的关键因素。接着讨论沥青稳定基层的平均应力系数,进而确定沥青稳定基层永久变形试验的合理应力水平。最后通过试验段的实测结果,验证理论分析结果的正确性,认为针对于沥青稳定基层材料进行的蠕变试验采用0 2～0 4MPa的加载应力是合理的。     

高模量沥青混凝土的高温永久变形预估模型

根据粘弹性理论推导了沥青混凝土的高温永久变形的预估模型,根据重复荷载永久变形试验拟合得出其参数,并将高模量沥青混合料与基质沥青、SBS改性沥青混合料对比,结果表明：该模型可以较好的描述沥青混合料永久变形的变化规律,高模量沥青混凝土有着更好的抵抗永久变形的能力。     

青临高速试验路沥青路面结构应变分析和永久变形预估

为了分析和预估青临高速试验路沥青路面结构疲劳寿命和永久变形,为长期性能观测验证提供基础对比数据,按照标准试验方法对试验路土基、粒料、无机结合料以及沥青混合料的力学参数进行测试分析;结合同类道路交通荷载分析,得出试验路交通组成、轴载谱及3类典型轴的最大特征值;按照弹性层状理论计算了常温和高温条件下沥青层底最大弯拉应变;用MEPDG永久变形预估模型分析了不同路面结构沥青层永久变形发展规律,预测车辙养护修复的时间。结果表明,所设计的沥青路面结构基本满足长寿命沥青路面沥青层底弯拉应变小于疲劳极限应变的要求,MEPDG预测车辙主要发生在表面层,中下面层车辙较小,表面层采用高模量沥青混合料可显著提高路面抗车辙能力。     

高模量沥青路面车辙的数值分析

为研究高模量沥青混合料对沥青路面抗车辙能力的影响,分别采用PR外掺剂和50#硬质沥青制备高模量沥青混合料,应用于路面结构的中、下面层,再利用ABAQUS有限元程序进行了路面车辙的数值分析。结果表明,采用PR外掺剂和50#硬质沥青后,沥青混合料模量显著提高,蠕变应变显著降低;高模量沥青路面的路表车辙大幅减少,幅度达36.4%;沥青面层各层永久变形占总车辙的比例表现为上面层比例变化不大,中面层比例降低,下面层比例提高。高模量沥青混合料可以提高沥青路面的抗车辙能力,值得推广应用。     

摩尔库仑理论应用于玻璃纤维格栅加强沥青面层剪切性能分析

车辙是由致密(体积改变)和剪切变形(没有体积改变)引起的,而剪切变形比致密变形的影响大得多。该文利用有限元软件,计算玻璃纤维格栅加强沥青面层极限承载力,分析了玻璃纤维格栅加强沥青面层的抗车辙能力。结果表明:运用摩尔库仑模型评估玻璃纤维格栅加强沥青面层具有可行性。     

织物加筋沥青面层的足尺疲劳试验研究

土工织物作为一种新型道路建筑材料在道路工程中已得天广泛的应用。其主要用途之一是路面加筋，织物与沥青混凝土复合成加青混凝土面层具有更优良的疲劳特性和更高的抗永久变形能力。     

沥青路面永久变形设计方程研究

对于半刚性基层、刚性基层、柔性基层、组合式基层的沥青路面典型结构,计算出不同季节时不同深度处沥青混合料的温度和动模量,采用分层总和法计算出路面总永久变形,计算出平均塑性应变点的深度和弹性应变,并在路面总永久变形和季节平均气温、面层厚度、平均塑性应变点的弹性应变以及标准轴载累积作用次数间建立了回归公式,相关系数（R2）均在0.93以上,最后建立了沥青路面永久变形预估方法。结果表明,可以利用本文的方法来代替分层总和法预估沥青路面的永久变形,但前者更简单实用。     

南方湿热地区50号硬质沥青路用性能研究

为深入了解A级50#道路石油沥青对改善南方湿热地区沥青路面抵抗水损害、高温永久变形及大交通量的影响,通过对A级50#、70#沥青及改性沥青拌制的沥青混合料水稳定性、高温稳定性抗压回弹模量和劈裂抗拉强度的各项指标进行试验分析,结果表明,50#硬质沥青在南方湿热地区可代替改性沥青用于中面层。     

沥青路面分层永久变形测试方法和设备研究

沥青路面永久变形产生于各个路面结构层,尤其是各沥青层。本文开发出高精度的分层车辙仪,由上沉降板、下沉降板以及两板之间的位移传感器等构件组成。分别修筑了普通沥青和RA改性沥青试验路,利用分层车辙仪测试了各沥青层的永久变形,并给出了测试方法和测试步骤。结果表明,分层车辙仪用于测试各沥青层的永久变形比较可行,RA改性沥青路段的永久变形比普通沥青路段的永久变形小,改性沥青可以明显地提高沥青路面的抗车辙能力。     

重复荷载下沥青混合料永久变形的粘弹性力学模型

基于修正Burgers模型推导了适用于重复荷载下沥青混合料永久变形规律的粘弹性力学模型,并利用该模型对AC20和SMA13沥青混合料三轴重复荷载永久变形试验结果进行了回归,获得了模型的参数,并对沥青混合料进行了永久变形规律的分析。研究结果表明,沥青混合料在荷载重复作用下,会出现迁移期、稳定期和破坏期3阶段变形规律;模型参数均随温度的升高而降低,但与偏应力水平无关;较高温度和应力均是导致较大永久变形的主要因素。推导出的粘弹性力学模型可以较准确地描述重复荷载下沥青混合料的永久变形规律,可以用于重复荷载下沥青混凝土永久变形的力学计算与分析。     

Viscoelastic Dynamic Response of Saturated Asphalt Pavement

将沥青混合料假设为粘弹性体,应用沥青混合料的蠕变试验结果,拟合蠕变应变公式,建立粘弹性本构关系.将单圆均布荷载作用下的饱水沥青路面简化为空间轴对称问题,建立二维的有限元模型.应用有限元软件进行求解,并对计算结果进行详细地分析,得出以下结论:在行车荷载作用后,路面表面的竖向位移没有完全恢复,产生了竖向永久变形;由于沥青面层(粘弹性体)的应变恢复的速度小于基层(弹性体)的应变恢复速度,导致了路面结构中存在残余应力;在沥青面层(粘弹性体)的应变中,弹性应变部分完全恢复,蠕变应变部分没有完全恢复,大部 分的不可恢复的蠕变应变残留在沥青面层中.     

典型地区沥青混合料永久变形动态模量代表值研究

沥青混合料在不同的试验温度和荷载频率作用下,其动态力学响应特征不同,不同的温度和行车荷载作用下服役的沥青路面产生的主要路面病害也不同。在沥青路面常见的路面病害中,永久变形属于结构性破坏,可以利用行车荷载作用下的沥青面层混凝土力学响应特征参数来描述。文章通过对内蒙古地区基本状况进行调研,得到分析路面结构参数,然后选取典型区域历年温度参数进行调研,利用调研所得数据,进行永久变形等效温度预估分析,进一步得到永久变形模量代表值。研究结果显示:典型路面结构上、中、下面层的代表温度分别为22.2℃、21.1℃、20.8℃,永久变形模量代表值分别为8570 MPa、9755 MPa、9276 MPa。     

沥青混合料永久变形黏弹性力学模型通用性研究

为了拓展沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的适用宽度,满足不同温度区间和应力水平的要求,实现在全温域条件下沥青混合料永久变形预估,对6种典型沥青混合料进行了三轴重复荷载蠕变试验,研究不同温度和不同应力水平下的永久变形规律;构建了考虑行车荷载存在间隙期的重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型;建立了温度、偏应力与重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型参数关系方程并进行了修正。研究结果表明:沥青混合料在低温、中温、高温不同阶段表现出不同的永久变形特性,从全温域角度考虑沥青混合料永久变形发展规律更加符合实际状况;温度、轴载大小和荷载作用次数对沥青混合料的永久变形均有着较大的影响,且三者存在着等效关系;重复荷载作用下沥青混合料永久变形黏弹性力学模型参数拟合及参数与温度、偏应力的关系方程拟合的效果良好,均大于90%以上,提高了沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的通用性。同时,确定了不同温度的平均修正系数,使永久应变计算结果更加准确。     

SMA施工技术在城市道路维修中的应用

该文介绍了沧州市解放西路工程的概况,并介绍了橡胶沥青封层、SMA面层施工过程,以及SMA在城市道路维修中的应用。