胶粉改性沥青桥面防水层铺装结构黏弹性力学分析

胶粉改性沥青桥面防水层具有抗高低温性能好、抗施工损伤特性好、具有与沥青混凝土铺装层和水泥混凝土桥面板黏结性能好、环保等优点,利用黏弹性力学原理对设有胶粉改性沥青防水层的铺装结构进行受力特性分析,研究了防水层厚度、桥面铺装层厚度对桥面铺装结构抗剪性能的影响,并与室内试验结果进行了对比,结果符合良好．分析结果表明：随防水层厚度增加,最大剪应力值τmax会增大;随沥青混凝土铺装层厚度增加,τmax呈现先减小后增大趋势．沥青混凝土面层的厚度为13cm时产生的τmax值最小．     

沥青混凝土桥面铺装层的动力有限元分析

基于汽车对桥面的动力作用,对典型的沥青混凝土桥面铺装结构建立了线弹性三维有限元模型,运用动力学基本理论和有限元方法,分析了移动荷载作用下桥面柔性铺装层竖向变形、主拉应力和最大剪应力的时程响应规律,并研究了不同车速和超载水平对桥面柔性铺装层的力学指标的影响规律,为沥青混凝土桥面铺装的研究提供了有力的支持。     

沥青混凝土桥面铺装车辆荷载与温度荷载作用的耦合分析

针对水泥混凝土桥面沥青混凝土桥面铺装层,采用ANSYS软件建立包含全桥主梁结构及桥面铺装的三维实体有限元计算模型,分析了桥面铺装层在车辆荷载作用下及其与变化的温度荷载耦合作用下的总体变形、最大剪应力及最大主应力的变化特点,为水泥混凝土桥面沥青混凝土桥面铺装的设计和施工提供参考。     

纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响

为提出大纵坡钢桥面铺装层设计指标,分析了坡道上车辆与桥面的相互作用以及沥青混合料的时温等效特性。在此基础上,采用ABAQUS软件建立了钢桥面铺装局部三维有限元模型。最后,分析了匀速行驶及紧急制动时纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响。结果表明:纵坡对钢桥面铺装层表面最大横向拉应力、层底最大横向剪应力和最大竖向位移几乎无影响;纵坡对钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力影响较为显著;相比匀速行驶时,紧急制动时下坡道纵向拉应力及纵向剪应力大幅增大,尤其是纵向剪受力更不利。在大纵坡钢桥面铺装层设计中,计算铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力时必须充分考虑纵坡影响,重点考虑界面抗剪强度。     

桥面铺装层间剪应力影响分析

桥面铺装体系的受力较为复杂。运用ANSYS有限元软件建立桥面铺装结构力学模型,对层间剪应力进行计算和分析,结果表明:超载作用对各层间剪应力影响较明显,通过增加沥青铺装面层厚度可达到降低剪应力的目的。     

水泥混凝土桥面粘结层抗剪性能要求及简化计算

通过有限元方法,分析了不同类型桥面防水粘结层的受力特点及其剪应力对铺装层各种参数(包括厚度、模量、水平荷载及胎压等)的敏感性,得到了粘结层剪应力角度变化范围,提出了桥面粘结层的抗剪强度要求计算公式。通过变化室内斜剪试验剪切角度(25°~65°),得出了剪切角度变化时粘结层抗剪强度随温度变化的规律。研究结果表明:桥面铺装厚度和水平荷载是影响层间剪应力与剪切角度大小的主要因素,粘结层材料的抗剪性能随着温度和剪切角度的增大迅速降低,具有一定厚度的低模量防水卷材粘结层对铺装层抗剪是不利的。建议通过比较不同场合桥面粘结层的抗剪强度测试值和理论计算值,判定粘结层的粘结效果,用于指导防水粘结层的选择。     

沥青混凝土桥面铺装结构的剪切分析

以室内斜剪试验为基础,采用有限元软件ANSYS对斜剪试验进行计算模拟。模拟了五种试验工况,分析了不同工况下沥青铺装层剪应力的分布情况,并研究其参数改变时结构层的剪应力响应。分析显示,粘结层是桥面铺装体系的薄弱位置。桥面铺装层粘结材料采用环氧沥青比SBS改性沥青具有更好的抗剪性能,而桥面铺装层厚度的增加,对于改善铺装层的受力状态,延长铺装层的使用寿命有一定的作用。     

桥面铺装沥青混合料的技术性能与标准研究

运用有限元软件ANSYS分别建立水泥混凝土桥沥青混凝土铺装层结构和沥青混凝土路面结构的三维实体模型,通过桥面铺装层结构与路面面层结构的应力状态对比研究发现：桥面铺装层结构的最大拉拔力σmax和最大剪应力τmax分别高于路面面层结构的56.1%和45.5%。同时,通过添加剂对沥青混合料性能提升的研究,综合考虑现有的施工技术及工程经验,提出桥面铺装沥青混合料技术指标与标准。     

沥青路面最大剪应力分析

采用ABAQUS软件对典型半刚性基层沥青路面及桥面铺装层中最大剪应力影响因素及变化规律进行了计算与分析。分析表明：半刚性基层沥青路面与水泥混凝土桥面铺装层最大剪应力分布与变化规律基本一致,在相同荷载条件作用下,最大剪应力水平亦接近;最大剪应力与车辆垂直荷载和水平荷载作用呈正比关系,最大剪应力受其影响显著;最大剪应力随着面层或铺装层厚度、模量的增加而相应地变小,随着半刚性基层厚度与模量的增加而变大。以上抗剪影响因素及变化规律的研究为解决车辙问题提供了一定的理论基础。     

水泥混凝土桥桥面铺装层受力特性分析

在车辆行车荷载作用下,桥面铺装层的破坏主要有两种形式,即铺装层内部产生较大的剪应力而产生的剪切变形和抗水平剪切能力较差而产生水平方向上的剪切变形。为了探究水泥混凝土桥桥面铺装层的破坏机理,运用ANSYS三维有限元软件计算分析水泥混凝土桥混凝土铺装层的最大剪应力,从水泥混凝土的铺装层厚度、混凝土的弹性模量和行车荷载三个方面出发,研究了对水泥混凝土桥桥面铺装层的受力特性。     

开口加劲肋正交异性钢桥面铺装力学分析

以开口加劲肋正交异性钢桥面铺装体系作为研究对象,建立了包括桥面板和铺装的整体三维有限元分析模型,研究了荷载作用下铺装层的力学特性.分析表明,横向拉应力是开口加劲肋正交异性钢桥面铺装设计的一个重要控制指标;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装层间剪应力较大,在铺装结构设计时应注意选择具有较强抗剪强度的粘结材料;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装对车辆荷载的应力应变响应具有很强的局部效应.     

混凝土连续梁桥沥青铺装有限元分析

利用通用有限元软件对三跨预应力混凝土连续梁桥的沥青混凝土铺装进行应力分析,通过荷载不同位置下的沥青混凝土铺装层拉应力、剪应力分析,确定出荷栽的最不利布置位置。分析荷载最不利布置下铺装层模量对铺装层拉应力及层间剪应力的影响规律,为桥面铺装层材料选择及研究提供参考。     

薄层沥青混凝土在桥面铺装中的力学响应

采用ABAQUS有限元分析软件,建立水泥混凝土箱梁桥与工字梁桥三维整体有限元模型,分别研究了不同厚度薄层沥青混凝土铺装层在车辆荷载和温度荷载作用下的力学响应,以及铺装层自重对桥梁结构内力的影响。研究结果表明:在车辆荷载作用下,铺装层厚度由4cm增加至12cm时,箱梁桥与工字梁桥铺装层最大竖向剪应力分别增长了约72%与40%,因此,薄层铺装能够降低层内竖向剪应力水平,有利于缓解车辙病害的发展;在温度荷载作用下,铺装层厚度对层内拉应力及层底剪应力的影响并不明显,力学指标基本处于同一水平;在重力荷载作用下,厚度为4cm的薄层铺装相对于12cm的铺装层能够分别降低箱梁桥桥体内部最大Mises应力及最大主拉应力19.62%与17.70%,而对于工字梁桥而言,能够分别降低应力水平13.79%与10.16%,从而改善了桥梁结构受力状况。可见,薄层沥青混凝土应用于桥面铺装具有良好的力学可行性,在综合考虑环境与材料性能的基础上可在实际工程中推广应用。     

水泥混凝土桥面沥青铺装结构力学性能分析

在水泥混凝土桥的主梁(板)上或防水混凝土层面板上一般需设置柔性防水层,因此桥面铺装结构在力学性能上不同于一般路面结构。采用有限元方法分析了水泥混凝土桥面沥青铺装结构中桥面铺装材料的厚度、模量与泊松比、防水粘结层的厚度和模量以及汽车荷载等因素对桥面铺装结构中防水粘结层最大剪应力指标的影响。     

桥面铺装病害处治新方法

实施计重收费以来,大量重载车辆造成长邯高速公路沥青混凝土桥面铺装的严重病害。铣刨、重铺处理后的桥面铺装很快又遭破坏,已不能满足桥面铺装的路用要求。相比沥青混凝土面层,水泥混凝土面层具有更好的力学指标,添加钢纤维之后力学指标改善效果更为明显,在承受重载交通方面具有明显的优势。同时在水泥混凝土面层上增加2 cm微表处处理面层,能较大改善水泥混凝土面层的行车舒适性。我们结合实际经验采用下面层配筋C50钢纤维水泥混凝土、上面层2 cm微表处、层间水泥基渗透结晶型涂抹层的新方法对桥面铺装进行了处理。从实际使用来看,收到了良好的效果。     

胶粉改性沥青桥面铺装层受力特性的数值模拟

为研究胶粉改性沥青桥面铺装层在受力过程中的特性,立足实际工程,利用ABAQUS有限元软件建立力学模型并进行数值模拟分析。主要分析了不同铺装层厚度、不同弹性模量、不同的铺装层泊松比对桥面铺装层在车道荷载作用下的受力特征,结果表明:上下面层的厚度对铺装层的剪应力及拉应力均有影响;在一定范围内,最大水平拉、剪应力随弹性模量的增加而增加;铺装层纵向最大水平拉、剪应力随着泊松比的增加变小,变化量不明显。     

水泥混凝土桥面沥青铺装层施工厚度控制技术

通过采用有限元计算分析水泥混凝土桥面沥青铺装层厚度变化对铺装层底纵、横向剪应力的影响．提出改善桥面铺装层施工厚度和平整度的施工工艺及分析评价铺装层施工厚度的可靠度计算方法,并通过实体工程的实践检验,取得了良好的施工效果,这对指导混凝土桥面沥青铺装层施工具有一定的借鉴意义。     

水泥混凝土桥面沥青铺装层施工厚度控制技术

通过采用有限元计算分析水泥混凝土桥面沥青铺装层厚度变化对铺装层底纵、横向剪应力的影响,提出改善桥面铺装层施工厚度和平整度的施工工艺及分析评价铺装层施工厚度的可靠度计算方法,并通过实体工程的实践检验,取得了良好的施工效果,这对指导混凝土桥面沥青铺装层施工具有一定的借鉴意义.     

钢桥改性沥青桥面铺装层设计及施工工艺研究

钢桥桥面上铺筑沥青混合料铺装层至今仍是一个国际性难题。原因在于钢桥桥面铺装层受力复杂,温度、荷载及水对其使用性能的影响比对路面材料要严格得多,尤其是钢桥桥面与沥青混凝土之间的界面层,更是影响桥面铺装层使用寿命的关键因素。结合实体工程,针对钢桥面及沥青混合料铺装层间防水粘结层材料与工艺、铺装层结构材料与工艺、桥面排水系统设计及钢桥桥面与铺装层间抗剪、抗滑措施进行了较为系统的研究,研究结果为钢桥桥面铺装层的设计与施工提供了依据。     

水泥混凝土桥面铺装与一般路面结构力学机理对比分析

在结构特性上， 桥面铺装结构远比一般的路面结构复杂。 桥面板与沥青铺装层间的模量相差悬殊， 桥面混凝土结构挠度大， 桥面沥青铺装在车辆荷载作用下的受力状况与一般路面不同； 从桥面的温度差异来看， 桥面环境比路面环境也更为严苛； 因此， 桥面铺装在重载和制动力的双重作用下， 沥青铺装层与桥面之间承受较大剪应力和剪应变。 本文将总结以往桥面铺装结构力学分析研究成果， 提出桥面铺装结构力学指标， 为浙江省山区高速公路桥面沥青铺装结构设计提供理论依据。