基于FWD路表动态弯沉盆参数的路基模量评价研究

为客观地反映既有路基的承载能力状况,基于结构动力学基本理论,建立了沥青路面结构的动力有限元数值分析模型,分析了路基模量参数与路表动态弯沉盆参数指标的相关关系,据此构建了路基模量参数的预测分析模型,并探讨了层问非连续接触、路面横向开裂及刚性层深度等因素条件对路基模量预测结果的影响.结果表明:路表动态弯沉盆参数指标与路基模量之间具有良好的相关性,路基模量可由直接弯沉参数指标d9、形状参数指标F8以及结构层厚度联合确定;路面开裂及层间非连续接触行为对路基模量参数的预测结果没有影响;当路基内刚性层深度小于6 m时,路基模量预测分析结果明显偏大.研究结果为进一步推广FWD测试设备在路基结构性能评定中的广泛应用提供了技术保障.     

动态荷载作用下橡胶沥青应力吸收层的力学性能

利用ANSYS有限元软件对广西典型沥青路面结构建立三维有限元模型,并施加动态荷载,研究橡胶沥青应力吸收层结构设计参数的变化对力学指标的影响,以及不同层间接触状态、轴载及车速下路面结构的力学指标变化规律。结果表明:当橡胶沥青应力吸收层厚度在1~5cm之间变化时,厚度每增加2cm,沥青面层层底拉应力增加8.45%,半刚性基层层底拉应力减小6.07%;橡胶沥青应力吸收层动态模量每增加1 000 MPa,面层最大剪应力和层间最大剪应力分别减小6.69%和6.76%。     

改进的无单元Galerkin方法在沥青路面动态响应中的应用

基于改进的无单元Galerkin方法,建立了三维沥青路面弹性动力学计算模型。对路面结构在匀速移动荷载作用下的动力响应进行了分析,得到了沥青路面各层的竖向位移、应力和最大剪应力的时程曲线,并将改进的无单元Galerkin方法计算结果和有限元数值模拟结果进行了对比;同时研究了不同车速下路面应力和位移响应的变化规律。结果表明:改进的无单元Galerkin方法在路面动力响应分析中是有效的;沥青面层表面的位移、压应力及剪应力最大;基层底部的拉应力最大;较高的车速可以减小沥青路面结构内部的动力响应。     

非均布动荷载作用下沥青路面粘弹性有限元分析

不考虑超载情况,为探求非均布动荷载作用下沥青路面的动态响应及破坏规律,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元半刚性基层路面结构模型,施加非均布动荷载,并对粘弹性路面模型各层的动态力学响应及不同车速下路表弯沉的变化进行分析。结果表明,水平应力的交变变化是使路面产生疲劳破坏的主要因素;当重载车辆车速在10~32 km/h之间时,路面的动态弯沉值显著大于静态弯沉值,对路面实际使用寿命的影响非常显著。     

基于动力特性的典型沥青路面性能评价与结构优化

为研究动态荷载作用下沥青路面的力学特性及其使用性能,以Abaqus有限元软件为平台,建立沥青路面三维有限元动力分析模型,对比分析3种典型沥青路面结构的动力行为特征,进行路面性能评价,并开展沥青路面的结构组合优化分析。研究结果表明:随基层厚度增加,各动力响应量表现为路表弯沉、底基层层底应力和路基顶压应变逐步递减;面层层底应变和层间剪应力逐渐减小,并且随厚度增加,其变化逐渐减弱;当基层厚度20cm,底基层承担较大弯拉应力,随基层厚度增大,基层逐渐成为主要承重层;半刚性路面(S1)整体刚度大,并能较好地抑制沥青层开裂及路基永久变形,倒装式路面(S2)的各项动力力学指标均处于不利状态,组合式路面(S3)的沥青层剪应力指标最优;采用动力指标与结构参数之间的正、负相关性及其显著性分析方法可更直观判别路面结构优化方向,为改善路面受力状态,对S1结构应提高基层厚度、降低面层模量,对S2结构应提高基层厚度,对S3结构应提高基层厚度与面层模量。     

设置层间功能层的刚性基层水泥混凝土路面动态响应灰关联分析

针对我国水泥混凝土路面设计与施工中很少关注在刚性基层和水泥混凝土面层之间设置功能层等相关问题,通过动态分析有限元方法,揭示了设置功能层的刚性基层水泥混凝土路面结构在车辆动态荷载作用下,各因素对力学响应的影响程度.并采用灰色关联分析,对各因素的影响程度进行了定量分析.结果表明:对路面结构力学响应的影响顺序依次为面层厚度＞基层厚度＞面层模量＞功能层模量＞基层模量＞功能层厚度＞地基模量＞行车速度,最后通过回归分析得到了路面结构力学响应的计算公式.     

沥青砼路面基层及面层模量参数分析研究

因汽车超载、超速等问题,沥青砼早期损害成为路面结构养护运营的关键。文中以一种半刚性基层沥青砼路面结构为对象,利用层状弹性体系理论建立ANSYS有限元模型,对比分析其在标准轴载作用下面层及基层模量参数变化时的应力及变形等受力性能。结果表明,随着面层模量的增大,半刚性沥青砼路面结构的竖向位移、最大应力减小,最大剪应力增大;随着基层模量的增大,半刚性沥青砼路面结构的竖向位移及最大剪应力减小,最大应力先增大后减小。     

移动荷载作用下CRC+AC复合式路面三维有限元分析

应用Abaqus构建CRC+AC三维动载模型,通过改变AC层厚、底基层模量、土基层模量、车速等变量,以路表弯沉、路面结构应力、钢筋应力为主要评价指标,揭示CRC+AC复合式路面的动力响应特性。计算结果显示:当基层、土基层等变量已确定时,CRC+AC复合式路面结构存在相应最佳AC层厚度;提高土基模量和施工质量可以较经济实用地提高CRC+AC的受力性能和使用寿命;当选用较大模量底基层材料时,需对AC/CRC层间剪应力进行验算;对各动力响应均有一个临界速度,临界速度两侧车速对各动力响应特性的影响趋势相反。     

沥青路面路基结构组合优化力学数值探析

采用ABAQUS建立了沥青路面结构的三维有限元模型,对典型沥青路面的动力学特征进行了模拟计算,通过分析路面结构动力响应量和结构参数的关系,获得了两者的正负相关性,并提出了改善路面结构受力状态的有效途径。研究结果表明:面层模量一定时,随基层模量的增加,路表弯沉下降,半刚性路面和组合式路面基层层底应力增加;当基层模量一定时,随面层模量的增加,半刚性路面路表弯沉的变化较小,倒桩式路面和组合式路面路表弯沉变化明显,且组合式路面的基层层底应力明显提高;随基层模量增大,半刚性路面收底基层层底应力变化显著,受面层模量影响较小;当面层模量达到2 000 MPa后,基层模量对倒桩式路面底基层层底应力影响可忽略;面层模量较高时,基层模量和面层模量的增加,组合式路面的底基层底应力减小;随基层厚度的增加,路面各力学响应指标逐渐减小,基层厚度大于40 cm时,通过增加基层厚度来改善路面疲劳开裂效果减弱;基层厚度小于20 cm时,底基层的弯拉应力较大,路面基层为主承重层,承担较大的荷载作用,因而可通过提高基层厚度来抑制弯拉破坏,改善基层受力。     

沥青路面结构参数变化对结构特性的影响分析

结构层厚度和模量是沥青路面结构设计中的重要参数。该文采用三维有限元计算模型,分析了路面结构厚度和模量变化时的力学响应变化趋势。结果表明,随着沥青层厚度的增加与半刚性基层厚度的减少,最大弯拉应变呈明显的减小趋势;随着基层模量的增加,最大剪应力呈明显的增大趋势。分析结果为设计长寿命沥青路面提供了力学理论基础。     

温拌再生沥青混合料关键技术研究

回收沥青混合料的再生利用是目前我国道路发展过程中面临的重要问题之一,温拌再生沥青混合料技术的应用有利于环境保护和节能减排。该文主要对旧沥青混合料的回收和应用、温拌沥青混合料技术、温拌再生沥青混合料的设计和性能分析进行了研究,提出了温拌再生沥青混合料的关键技术所在,给出了温拌再生沥青混合料的工程应用方向。     

隧道沥青铺面阻燃温拌施工技术的试验研究

通过试验研究考察了FRMAXTM沥青阻燃剂与EC120EC-120温拌沥青改性剂制备阻燃温拌沥青与制备阻燃温拌沥青混合料技术集成的可行性。试验结果表明：其中采用阻燃剂和温拌剂复合干法改性生产的阻燃温拌沥青混合料在路用性能和阻燃性能得以改善的同时,混合料的拌合施工温度可明显降低,有着显著的节能减排和改善施工环境的功效,在未来的隧道沥青铺面施工中大有可为。     

高模量沥青及其胶浆感温性能试验研究

采用国内外普遍应用的6种高模量沥青,分别通过针入度分级体系、粘度体系、SHRP体系对其感温性能进行试验研究与评价,结果表明:根据沥青软化点、粘度、DSR试验的G*/sinδ指标以及重复蠕变试验的累计变形指标综合评价得出的6种不同高模量沥青中,高温稳定性能较好的是橡胶沥青、湖沥青+SBS复合改性沥青、岩沥青+SBS复合改性沥青。同时,通过DSR试验对6种沥青胶浆的高温性能进行评价,其性能排序与沥青试验结果类似。     

基于单个拌和站基础上的选址问题研究

结合当前沥青路面的施工实际,分析了影响拌和站选址的主要因素和主要费用,提出了主要费用计算方法,并以客观条件为前提,从技术角度、经济角度2方面提出了基于单个拌和站基础上的拌和站选址模型.     

新旧混融沥青中再生剂与温拌剂的相互作用

为深入了解新旧混融沥青中再生剂与温拌剂之间的相互影响,通过在两种比例的新旧混融沥青中单独和同时掺入一种再生剂及温拌剂,借助沥青的针入度试验、软化点实验、延度试验和135℃的动力黏度试验,对再生剂与温拌剂间的相互作用进行了研究。试验结果表明:单独作用下,FBK再生剂和Evotherm3G温拌剂均降低了新旧混融沥青的软化点和135℃的动力黏度,而在协同作用下发现,5%的再生剂与0.6%温拌剂搭配下的混融沥青性能更好。     

橡胶沥青混合料级配范围的探讨

国内外不同地区橡胶沥青混合料设计级配范围有着较大的差异。为了确定合理的级配范围,该文应用三种级配理论模型,通过关键筛孔通过率的控制,确定了橡胶沥青混合料的理论级配,并分析了关键筛孔通过率对橡胶沥青混合料路用性能的影响。     

沥青还原剂封层技术在沥青路面预养护中的应用研究

通过一系列的室内外试验,对某种沥青还原剂(TL-2000)在还原老化沥青性能、铺洒后对路面防渗水性能改善及对防滑性能的影响进行了初步研究认证。得出结论:掺加一定剂量的沥青还原剂,对老化后的沥青可起到一定的软化作用,铺洒后对原路面的防渗水性能有明显改善,虽对旧路面的抗滑性能产生一定的负面影响,但可在短期内快速自行恢复到可接受水平。     

橡胶沥青在惠河高速公路养护中的应用

橡胶沥青以其优良的高温性能、疲劳性能和低温抗裂性能,正在成为一种重要和有效的公路养护材料,但在广东省的工程应用还很少。依托惠河高速公路养护工程对该技术开展了应用技术研究,针对原材料、配合比设计、施工工艺及质量控制等施工环节,对橡胶沥青应力吸收层AR-SAMI和橡胶沥青AR-AC13罩面混合料进行技术分析和总结。研究成果与经验对广东省类似工程具有借鉴性。     

沥青层厚度对沥青路面车辙的影响研究

基于弹性层状体系理论,利用ABAQUS有限元软件对沥青路面结构进行数值模拟,分析沥青层厚度对沥青路面永久变形的影响。分析表明：沥青层厚度对压密型车辙的影响非常显著,车辙深度随着沥青层厚度的增加而增大,但是随着沥青层厚度的增加,增长趋势逐渐减少,由最初的10%的增长量减少到4%;沥青层内最大剪应力出现的深度不随沥青层厚度的变化而变化,均出现在路表下4-6cm处,因此沥青层厚度对剪切流动变形的影响不是很大。     

SBS改性和博尼维纤维加强沥青混合料路用性能试验研究

采用了SBS改性和博尼维纤维加强沥青混合料两种措施,制作了普通密级配沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土、普通沥青混凝土掺加纤维及SBS改性沥青混凝土掺加纤维等4种沥青混合料。通过室内对这4种沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、抗老化性及水稳定性的测定,对改性沥青及纤维加强的效果与路用性能指标进行了全面的试验研究,得出了SBS改性沥青及纤维加强的作用效果。