应力吸收层材料拉伸与拉压疲劳试验

应力吸收层在延缓旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝形成方面具有卓越的性能。通过沥青测力延度试验和应力吸收层沥青混合料拉伸与拉压疲劳试验,比较不同沥青的应力吸收层混合料抗拉伸和抗拉压疲劳特性。试验结果表明:应力吸收层材料具有优良的抗拉伸和抗拉压疲劳性能;特种改性Sam pave沥青混合料与STRATA沥青混合料的抗拉伸、抗拉压疲劳性能基本接近。     

应力吸收层沥青混合料路用性能试验研究

通过对应力吸收层沥青混合料低温抗裂、高温车辙、水稳定性能及抗疲劳性能的试验研究,表明其具有良好的路用性能。低温弯曲试验表明,应力吸收层在-10℃低温的最大弯拉应变和抗弯拉强度在4000～6000衅和12～14MPa之间,满足应力吸收层抗反射裂缝需要的变形和强度要求。浸水马歇尔稳定度和冻融劈裂试验表明,应力吸收层混合料的水稳性能良好。UTM-25试验表明,含应力吸收层的复合沥青加铺层路面具有优异的抗疲劳性能。Hamburg车辙试验表明,应力吸收层没有降低沥青加铺层路面结构的整体抗车辙能力。     

橡胶沥青应力吸收层疲劳性能研究

随着半刚性基层沥青路面在我国的普遍应用,路面反射裂缝已经成为沥青路面损害的重大难题,目前行之有效的解决手段是在路面结构中加铺应力吸收层来延缓反射裂缝。作为应力吸收层的混合料,要在疲劳性能、高温性能及层间抗剪强度三方面较为平衡;橡胶沥青混合料的高温性能和抗剪强度在工程实践中已经得到普遍认可,故针对橡胶沥青应力吸收层的疲劳性能展开研究,分析确定影响其疲劳寿命的关键因素,为提高橡胶沥青混合料疲劳寿命提供参考,使其可以广泛应用。     

嵌挤填充沥青混合料应力吸收层的粘结性能研究

在路面结构中,理想的橡胶沥青应力吸收层,应为撒布的碎石与其上加铺的沥青混合料级配形成一个多级空间骨架结构,以阻碍层间发生滑移。通过粘结性能试验,归纳总结出橡胶沥青应力吸收层碎石粒径与沥青层级配之间的配伍性评价指标。研究结果表明:橡胶沥青应力吸收层撒布的碎石粒径,宜选取1/3~1/2沥青混合料公称最大粒径,以使橡胶沥青应力吸收层发挥出其优异的性能优势。     

共振碎石化后沥青加铺层应力与疲劳断裂分析

针对共振碎石化后沥青加铺层的反射裂缝防治机理和作为长寿命路面结构的应用问题，使用有限元方法对水泥混凝土路面沥青加铺层和共振碎石化后沥青加铺层的受力特性和疲劳寿命进行了分析，研究了共振碎石化后沥青加铺层在各影响因素下的裂缝尖端应力强度因子和疲劳寿命变化规律。结果表明，共振碎石化技术有效减小了沥青加铺层的层底应力和裂尖应力强度因子，疲劳寿命是水泥混凝土路面直接沥青加铺层的8.75倍，可满足长寿命路面的设计要求。共振碎石化后沥青加铺层的疲劳寿命随面层模量和轴载的增大而递减，随共振结构层模量的增大而先减后增，随面层厚度和车速的增大而递增。     

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。     

高粘高弹防水粘结应力吸收层性能研究

为了研究高粘高弹防水粘结应力吸收层性能,通过应用室内剪切试验和拉拔试验研究了碎石粒径、沥青洒铺量和碎石洒铺量对防水粘结应力吸收层粘结性能的影响,并对比了高粘高弹防水粘结应力吸收层与橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青粘结层的粘结效果。研究结果表明:碎石洒铺粒径为9.5mm～13.2mm,碎石洒布量为16kg/m~2,高粘高弹改性沥青洒铺量为2.0kg/m~2,防水粘结应力吸收层具有最为优良的剪切强度和拉拔强度,其粘结性能、防水性能和疲劳性能都优于橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青粘结层。     

应力吸收层厚度对沥青路面加铺层性能的影响

在原有混凝土路面上加铺沥青混合料面层,不仅充分利用原有混凝土路面的剩余强度,还能显著改善路用性能。为了改善层间粘结性能,提出了在沥青加铺层和水泥混凝土路面间铺设同步碎石应力吸收层。选择SBS改性沥青作为胶结料,建立沥青路面结构有限元模型,分析了应力吸收层厚度对加铺层路表弯沉、层底拉应力、顶面剪应力、裂缝两侧弯沉、最大剪应力的影响。研究表明:应力吸收层厚度和模量对加铺层力学性能有一定影响,应力吸收层最佳厚度为0.02m~0.025m,最佳模量为600MPa~800MPa。     

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。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层荷载应力分析

视路面结构为弹性层状体系,采用Ansys程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度和材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τ max和等效应力σt;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.     

水泥路面碎石化层顶部抗裂夹层疲劳性能分析

旧水泥路面碎石化后会显著降低旧路面结构的整体强度,导致沥青加铺层底易产生疲劳开裂破坏,故常在碎石化层顶部增设富油沥青AC-10抗疲劳夹层。文中通过疲劳试验和数值计算,分析不同荷载方式下碎石化层顶抗疲劳夹层的抗裂性能及抗裂力学机理。结果表明,抗疲劳夹层对偏荷载作用下的抗裂效果最明显,但对弯沉影响较小;疲劳试验与数值模拟结果处于同一数级,疲劳寿命预估方程可行;抗疲劳夹层通过改变裂纹边界、形状等延长裂纹扩展路径,降低裂纹尖端奇异性,从而显著提高沥青加铺结构的疲劳寿命。     

高粘高弹橡胶应力吸收中间层及其在旧路改造中的性能研究

结合318国道武汉市永安段改造工程实际,利用自行研制的高粘高弹沥青和玄武岩集料制得的高粘高弹应力吸收防水材料与其他4种常见加铺层材料通过组合结构的粘结、车辙及疲劳性能进行对比分析,提出了符合工程实际性能优良的旧水泥路面加铺结构形式。     

基于有限元的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层荷载应力分析

以弹性层状体系理论为基础,采用ANSYS程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度、材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青混凝土加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青混凝土加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σe;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.     

旧水泥混凝土路面加铺层中裂缝缓解层的有限元力学分析

旧水泥混凝土路面加铺改造后主要破坏来自于旧水泥混凝土路面的反射裂缝,如何防止反射裂缝的发生也是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点.为此,研究采用大碎石沥青混合料作为裂缝缓解层,对比分析了大碎石沥青混合料、密级配AC-20混合料、级配碎石与水泥稳定碎石4种不同加铺层的结构应力,采用有限元分析方法分析了在最不利荷载作用下,温度应力、荷载与温度应力耦合作用下以及加铺材料中的孔洞对加铺层底应力的影响,发现大碎石沥青混合料裂缝缓解层对防止反射裂缝的发生具有良好的作用.     

碎石化条件等级路水泥混凝土路面加铺层结构优化

该文采用有限元法建立了碎石化条件下混凝土路面二维平面应变模型,对标准轴载和超载条件下不同类型加铺层结构的力学响应进行计算,综合比较路面弯沉、层底拉应力、层底拉应变等各项指标,提出半刚性基层加薄层沥青罩面可作碎石化条件下的加铺层结构;通过优化比较,得出采用半刚性基层加沥青面层可满足设计要求,并对各种基层材料的抗干、温缩,抗水损害等性能进行了比较。     

同步碎石应力吸收层合理模量及厚度的确定

旧水泥混凝土路面加铺罩面结构中存在大量反射裂缝,主要是由于旧路面板本身存在的接缝和裂缝造成加铺层应力集中,从而加速反射裂缝的产生。实践证明:同步碎石应力吸收层能很好地缓解反射裂缝的产生与发展,通过有限元计算对应力吸收层厚度与模量进行全面分析,确定了同步碎石应力吸收层的合理模量、厚度。     

旧水泥混凝土路面采用沥青加铺层裂缝反射常用措施分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一.目前常用的措施除增加沥青加铺层的厚度并选用优质沥青和配置抗裂性能好的沥青面层混合料外,还主要采用了能吸收和消散裂缝尖端应力的夹层及裂缝缓解层,如在加铺层和旧水泥混凝土路面之间设置土工合成材料织物、钢丝网或铺一层弹性模量低、抗拉性能好的橡胶沥青应力吸收层,也可在沥青加铺层和水泥混凝土路面之间铺设级配碎石过渡层或特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层,此外,还可对铺筑在旧水泥混凝土板上的半刚性基层每隔10 m～15 m进行预切横缝并加铺土工织物处理,这样也可以减少沥青加铺层的反射裂缝.为了消除旧水泥混凝土板接缝处的应力集中现象,还可对旧水泥混凝土板进行破碎处理,然后再加铺半刚性基层及沥青层.     

橡胶沥青SAMI在旧水泥混凝土路面改造设计中的应用研究

根据2007年对常州市武进区境内常武路的改造工程实践,结合沥青加铺层结构理论分析与计算,选择橡胶沥青SAMI作为加铺层结构中的应力吸收层,通过对橡胶沥青SAMI材料进行试验与研究,设计出性能优良的应力吸收层结构材料,为类似工程提供借鉴。     

象胶沥青SAMI在旧水泥混凝土路面改造设计中的应用研究

根据2007年对常州市武进区境内常武路的改造工程实践,结合沥青加铺层结构理论分析与计算,选择橡胶沥青SAMI作为加铺层结构中的应力吸收层,通过对橡胶沥青SAMI材料进行试验与研究,设计出性能优良的应力吸收层结构材料,为类似工程提供借鉴.     

橡胶沥青应力吸收层性能试验研究

为延缓复合式路面沥青面层产生反射裂缝,通常会在沥青加铺层和水泥混凝土路面之间设置应力吸收层。通过复合试件的直接剪切与疲劳试验,对橡胶沥青应力吸收层与其它工程中常用应力吸收层的力学和疲劳性能进行比较和研究,揭示橡胶沥青应力吸收层的性能优势。