沥青路面防水抗裂功能层缓解反射裂缝的数值分析

沥青路面的反射裂缝,主要是由半刚性基层无法避免的温缩及干缩裂缝导致应力集中过大而引起的,车辆荷载、较大的环境温差变化以及渗水导致反射裂缝道面破坏的不利因素。在半刚性基层和柔性面层之间设置防水抗裂功能层,可以有效缓解路面结构的应力集中现象,延缓反射裂缝的产生与扩展速度。采用有限元方法模拟易发反射裂缝的实际环境,对设置及未设置防水抗裂功能层的路面结构进行温度-荷载耦合力学对比分析,发现沥青路面下面层的荷载应力、温度应力以及应力强度因子都有较大幅度的降低,并且计算了防水抗裂功能层厚度、模量对路面结构应力、弯沉和强度因子的影响。结果表明：一般防水抗裂功能层的模量越小,效果更加明显;在合理范围内增加防水抗裂功能层的厚度能够更加有效地预防反射裂缝病害;适当控制基础模量可以防止反射裂缝的产生。     

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。     

再生胶/SBS复合改性沥青再生混凝土抗裂性能研究

为提高再生沥青混合料的抗裂特性,提出采用抗裂性能优良的新型SBS/橡胶复合改性沥青进行RAP料的再生。基于低温弯曲小梁蠕变、约束温度应力及四点弯曲疲劳试验对复合改性沥青、SBS改性沥青的再生混合料进行低温抗裂及疲劳开裂性能研究。结果表明：橡胶的加入可提高再生沥青混凝土的低温及中温抗裂性能,这可能与混合料开裂初期形成的微裂纹扩展至聚合物网络被吸收断裂能量,抑制微裂纹进一步发展有关。进一步分析断裂温度可知,复合改性沥青再生沥青混合料较普通SBS改性沥青的再生混合料可延伸路面的服役温度范围6℃左右,有利于再生沥青混合料在西北寒冷地区的推广应用。     

聚丙烯纤维混凝土梁受弯抗裂试验研究

为了研究聚丙烯纤维混凝土梁的受弯开裂性能,确定混凝土梁抗裂的最佳聚丙烯纤维掺量,制作15根钢筋混凝土梁,并设计5种纤维掺量水平,对其进行受弯抗裂试验,分析不同掺量水平对梁试件裂缝扩展、应变和跨中荷载位移曲线等方面的影响。研究结果表明：聚丙烯纤维的桥接作用能够牵制混凝土的局部裂缝,增加试件的延性,延缓初裂缝出现的时间,并且提高试件的开裂应力和开裂能;但与纤维掺量水平并非正相关,体积掺量为0.2%时的提升效果最好,为试件受弯抗裂最佳掺量。     

橡胶沥青应力吸收层在城市新建道路中的应用研究

为减少或延缓城市道路半刚性基层反射裂缝的萌生、扩展,通过室内试验研究了橡胶沥青应力吸收层路用性能,分析其作为半刚性基础抗裂措施的抗裂效果.结合城市新建道路工程现场试验段,对其施工工艺和施工质量控制要点进行了总结,提高了现场施工的质量,并对现场试验段的长期使用效果进行跟踪观察.结果 表明,铺设橡胶沥青应力吸收层后,路面的疲劳、剪切、拉拔和低温抗裂性能均具有较大的提高,其路面在使用较长一段时间后均未出现反射裂缝,其能较好的防止或延缓反射裂缝的产生、扩展.     

半刚性基层沥青路面抗裂措施长期性能观测研究

半刚性基层沥青路面反射裂缝一直是困扰工程建设的主要问题之一。基于路面长期性能跟踪观测（LTPP）理念,在对目前公路工程建设中常用的抗裂技术特性分析的基础上,以外部环境特征条件相近的实体工程为研究对象,进行针对性的半刚性基层沥青路面抗裂试验路段设计,并通过长期性能跟踪观测方案设计及性能检测,对各抗裂试验段进行了跟踪效果评估,研究比选了性能优异的半刚性基层抗裂技术,可为类似工程建设提供参考和借鉴。     

温度荷载作用下加筋沥青路面抗裂效果分析

温度荷载是导致半刚性基层沥青路面反射裂缝形成和扩展的主要因素.通过对反射裂缝在温度荷载作用下的参数进行有限元分析,掌握反射裂缝的扩展机理;通过从理论上对加筋沥青路面基层进行分析,并进行加筋沥青路面阻裂效果分析,从而指导工程实践.研究表明,采用加筋技术阻止反射裂缝的措施是非常有效的.     

增韧改性沥青抗裂增强功能层研究

为抑制沥青路面的反射裂缝,提高沥青下面层抗反射裂缝能力和弯拉疲劳寿命,针对现有裂缝防治措施的不足,研究开发增韧改性沥青GATB-25,通过显著增强下面层的抗裂功能,显著延长沥青路面的整体寿命;从级配优化、抗裂胶结料优选方面介绍了增韧改性沥青GATB-25的开发过程,并通过试验路验证了抗裂增强功能层的防裂缝性能。     

高速公路水泥稳定碎石基层抗裂设计方法研究

针对目前水泥碎石基层的应用现状,分析了水泥碎石基层沥青路面产生反射裂缝的成因,并结合强度、干温缩变形性能提出了综合抗裂指数的抗裂评价指标。结合某高速公路工程建设实际,采用综合抗裂指数对水泥碎石基层设计级配进行了评价,并据此对该高速公路水泥稳定碎石基层进行了优化设计。研究结论表明采用综合抗裂指数评价水泥碎石基层的抗裂性能是一种很关键的指标。     

骨架抗裂型水泥稳定碎石在吴江市政工程的首次应用

水泥稳定碎石因其优良的路用性能广泛用于高等级公路及干线公路。是根据水泥、碎石、砂、和水按照一定比例进行配置的路面结构层承重结构,它具有强度高、水稳定性好的优点,由于水泥稳定碎石半刚性基层先天性干缩裂缝导致沥青混凝土面层反射裂缝,影响路面使用性能。国内外关于水稳半刚性基层抗裂及防止反射裂缝研究较多,成果颇丰。介绍了骨架密实型抗裂水稳设计及应用,有关经验可供相关专业人员参考。     

水泥乳化沥青稳定基层抗裂性能研究

针对当前水泥稳定碎石基层强度、刚度较大带来的反射裂缝问题,提出了一种刚柔并济的新型基层材料:水泥乳化沥青复合胶浆稳定碎石,在分析其微观结构及其性能特点的基础上,对表征水泥乳化沥青稳定碎石抗裂能力的刚度和干缩性能进行了室内试验,并计算了两种混合料作为基层时产生的干缩应力.通过对试验和计算结果的分析,与相同条件下水泥稳定碎石相比,水泥乳化沥青稳定碎石的刚性较低、干缩应力小、抗干缩开裂能力强,能较好地延缓基层开裂.     

三灰碎石基层抗裂性能研究

三灰碎石基层具有强度高、稳定性好等特点,非常适于修建高等级公路路面的基层。但是,由于半刚性基层性脆,在温湿状况变化时由于胀缩容易产生裂缝,当沥青面层较薄时,这种裂缝往往要扩展到面层,形成“反射裂缝”。文章阐述了三灰碎石基层收缩机理,对其抗裂性能、耐久性能进行了系统研究。     

基于LTPP的高速公路沥青路面抗裂科研段性能观测研究

为提高高速公路半刚性基层路面结构的抗裂性能,延缓反射裂缝的发展,江苏省针对各项抗裂措施铺筑了大量科研段。基于LTPP研究方法,选择典型抗裂科研段,设计配套性能观测方案,通过对于目标科研段的长期跟踪观测,研究评价各项抗裂措施的工程效果,针对性提出各项抗裂措施的工程适用性条件,可为同类工程提供参考和借鉴。     

AC-16沥青混合料抗裂性能评价

基于缓裂沥青混合料（CAM）的设计理论,设计了两组不同级配的混合料。为评价沥青混合料的抗裂性能,通过分析路面裂缝类型,设计了一种预切口小梁的弯曲疲劳试验,采用低温小梁弯曲试验验证了此试验方法。结果表明,两种试验方法所得结论相同,且预切口小梁的弯曲疲劳试验中不同级配的混合料结果差异显著。通过对破坏应变、破坏强度、弯曲应变能临界值和弯曲疲劳次数这4种评价指标的比较分析,从中找出最佳的评价指标。     

微表处稀浆混合料抗裂性能的研究

采用抗折试验、摆锤式冲击试验以及动态抗开裂性试验研究了胶粉、聚丙烯纤维对微表处稀浆混合料抗裂性能的影响.结果表明:随着胶粉掺量的增大,混合料的抗折强度和抗冲击强度先增大后减小;随着纤维掺量的增大,混合料的抗折强度和抗冲击强度逐渐增大;动态开裂试验显示混合料的裂缝最大宽度和裂缝数量均随胶粉和纤维掺量的增加而降低;胶粉和纤维混掺比单一掺加胶粉或纤维对混合料抗裂性能的改善效果更显著.     

重冰冻区低温-荷载耦合作用下玄武岩纤维沥青路面的抗裂性能

针对内蒙古重冰冻区沥青路面所处的严寒工作环境及路面病害,提出基于抗裂性能的路面结构控制指标。利用Ansys有限元软件建立新建玄武岩纤维沥青路面结构的计算模型和出现裂缝后的路面计算模型,通过室内试验确定玄武岩纤维沥青路面力学参数、热物性参数与其他参数,分别对其低温-荷载耦合作用下的抗裂性能指标进行计算分析,并对玄武岩纤维沥青混合料疲劳寿命进行测试,验证有限元模拟结果的正确性。研究表明:低温-荷载耦合作用下,易裂点位处新建玄武岩纤维沥青路面各项抗裂指标均有所提升;不同荷载位置对含裂缝玄武岩纤维沥青路面不同裂缝扩展时期的影响具有差异化;含裂缝玄武岩纤维沥青路面在低温-正载K_Ⅰ、低温-偏载K_Ⅰ和低温-偏载K_Ⅱ作用下易裂系数指标K_R都较小;在不同温度和应力水平下,玄武岩纤维沥青混合料疲劳寿命始终显著高于普通沥青混合料。     

水泥稳定煤矸石抗裂性能的研究

为了确定出抗裂性能较好的水泥稳定煤矸石混合料配合比,在集料级配不变的前提下,研究了不同水泥剂量对水泥稳定煤矸石抗裂性能的影响,并对4种配合比试验路的裂缝进行了观测。结果表明:水泥稳定煤矸石的温缩抗裂系数和干缩抗裂系数均随水泥剂量的增加近似呈抛物线规律变化,6%水泥稳定煤矸石的温缩抗裂性能最优,5%水泥稳定煤矸石的干缩抗裂性能最好。综合考虑抗裂性能和路用性能,水泥稳定煤矸石中水泥的合理剂量为5%~6%。     

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。     

地下车站的混凝土开裂数值分析及抗裂试验研究

针对上海地区富水软土地层中地下车站渗漏水问题,在混凝土开裂原理分析的基础上,建立了地铁车站混凝土结构的有限元损伤模型,揭示了水土荷载作用下混凝土裂缝起裂特点、分布及其发展规律.采用光栅光纤监测技术开展了混凝土温度-应变现场实验,得到了在施工全过程中混凝土结构的温度及应变变化规律,分析了温度、养护时间、抗裂剂等因素对混凝土开裂的影响.研究表明:根据形态特点,裂缝可分为贯通裂缝和非贯通裂缝,其中贯通裂缝可引起车站结构渗漏水.由于约束作用,贯通裂缝主要发生在侧墙靠近中板和底板的位置.添加抗裂剂、延长养护时间可有效提高混凝土抗裂性能和防水抗渗性能.     

基于抗裂性能的AC-13级配优选

为了提高沥青面层的抗裂性能，根据抗裂型级配的特点初步拟定了一组级配，以抗裂性能作为筛选级配的依据，再通过高温性能、低温性能与水温性能进一步优选。结果表明：抗裂型级配在SCB试验下的断裂能优于AC-13中，不同失效概率下的抗裂型级配的等效疲劳寿命至少可提升22%；抗裂型级配的高温性能试验结果趋势一致，动稳定度均低于AC-13中，但抗剪强度部分优于AC-13中；随着抗裂型级配细料含量与油石比的增加，表现出低温性能与水稳性能均优于AC-13中。通过抗裂性能与路用性能的优选，确定了抗裂型面层级配的范围。