沥青路面材料服役寿命全气候模拟技术研究

利用多功能路面材料全寿命分析仪,针对不同紫外分区沥青路面的荷载、温度、降雨量、氧气浓度、紫外强度等服役环境,利用全气候模拟方法研究不同沥青路面材料的服役寿命,对比分析室内模拟寿命与路面实际寿命的关系。结果表明,模拟时羰基因子误差在6.6%以内,车辙深度误差在17%以内,多功能路面材料全寿命分析仪及全寿命模拟方法,可靠性良好。     

半刚性基层材料病害原因与防治措施

分析了半刚性材料干燥、温度收缩原理,并对半刚性材料的开裂及疲劳破坏进行了分析。通过对不同基础强度半刚性路面的疲劳寿命进行计算表明,提高基础承载能力可显著提高半刚性材料路面的寿命和耐久性。在分析的基础上,介绍了半刚性基层路面病害的预防及处理。     

西班牙长寿命半刚性基层沥青路面设计指南

频繁的路面破损修复会增加路段的全寿命成本,而对路面破坏机理清晰的认识是延长路面使用寿命的基础。通过回顾半刚性路面潜在的破坏机理,可以系统地考虑影响半刚性路面性能的主要因素,为半刚性长寿命路面的设计提供指导参考和指南。国内外已有文献表明:半刚性路面结构层厚度主要控制疲劳开裂,但材料性能却是影响其他破坏机理的主要因素。基于长寿命设计理念,对西班牙交通量最大的一条半刚性路面进行了分析,结果表明:一部分路段满足长寿命路面的性能要求,另外两部分路段明显存在超安全标准的过度设计。另外,通过增加沥青层的厚度来延缓反射裂缝的产生不一定能节省全寿命周期成本。通过对不同路段进行的线性弹性分析以及路面潜在破坏机理研究,该文提出了更为有效的半刚性长寿命路面设计准则——其关键在于综合考虑路面结构层厚度和材料性能。     

沥青路面结构及其寿命周期费用的分析

寿命周期费用分析是基于性能的沥青路面全寿命结构设计方法的关键组成部分,文中通过实例对沥青路面全寿命结构中的主要寿命周期费用对路面结构选择的影响程度进行了定量分析,给出了选择路面结构的建议。     

试论全寿命分析法在路面设计中的应用

全寿命设计方法是一项较新的设计理念,将其用于路面设计目前为止还不多。讨论了美国相关法案(Pave- ment Division Interim Technical Bulletin)中的路面全寿命分析(LCCA)方法,并基于该思路提出了路面全寿命设计方法,试图建立全寿命路面设计的初步体系。     

沥青路面雨天、低温条件下快速养护维修方式

从沥青等路面损坏问题入手,针对雨天快速养护方式,提出采用温拌材料、冷拌材料两种方法进行养护。研究表明:在热拌料中加入温拌剂可以降低拌和温度10℃。使用冷拌料如水性环氧改性乳化沥青等材料既可以加强铺装层强度又可以在潮湿环境中快速固化。在快速养护中结合两种方法的优点可使养护效果明显,施工周期变短,并且寿命均不会比常用的路面养护维修方式寿命低。     

沥青混合料浸水疲劳的试验研究

通过使用沥青路面分析仪(APA),模拟在降水、不同荷载和不同温度条件下,沥青混合料(AC-13 I)的路面疲劳寿命变化规律.结果表明:沥青混合料的浸水疲劳寿命随着温度的降低和荷载的减少而增长,并对水损害的作用机理进行了进一步的探讨.     

道路沥青老化评价方法研究进展

沥青是路面工程中常用的筑路材料之一,被广泛应用于中国高速公路和城镇道路中。在路面服役过程中,沥青材料会出现硬化变脆等老化现象,显著影响了路面的运营品质及服役寿命。为了进一步促进道路沥青老化评价方法研究的发展,以宏观性能测试、微观结构探测和数值模拟技术等老化评价方法为脉络,比较了各类评价方法的所属尺度和应用优劣。研究结果表明:现行的沥青热氧老化室内研究方法并不能很好地反映沥青的长期服役耐久性,而紫外老化的室内研究方法更加亟需标准化和规范化;紫外老化和热氧老化的差异在于化学键断裂机制不同,热氧老化主要是由于高温热分解导致化学键断裂,而紫外老化的引发是由于分子内所含的基团吸收了具有能量的紫外线,导致化学键发生断裂;宏观性能测试是构建沥青老化与性能衰退联系的直接研究途径,2类老化类型的宏观性能测试方法和评价指标不能完成等同和替换;荧光显微镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱等微观探测技术能够定性或者定量分析沥青的老化过程和改性剂的老化响应;采用分子动力学模拟和细观力学模型既能继承利用微观研究的精确结论,又可与宏观力学试验建立关联性,对沥青的老化过程进行数值表征,其研究结果能够为其微观演化规律和宏观性能特性提供参考;在实际沥青路面使用中,紫外老化和热氧老化是并行存在的,基于室外沥青路面老化监测的多因素复合老化应是沥青室内老化模拟研究的重点;融合多层次老化评价指标和数值模拟技术,建立多尺度沥青老化动态仿真模拟是沥青材料与数值模拟交叉应用的主要研究方向。     

路面寿命周期环境影响评价研究及软件开发

为了定量评估路面建设的环境效益,基于全寿命周期评价(LCA)的研究方法,对路面全寿命周期过程,包括原材料开采、建设、运营、养护维修以及最终废弃阶段的能耗排放进行研究分析,建立路面的LCA评价指标和框架,并开发相应的路面专业LCA分析软件,量化路面全寿命周期内的环境影响。     

动荷载作用下材料阻尼参数对Top-Down裂缝疲劳寿命的影响分析

通过ABAQUS有限元软件建立带缝工作的二维路面模型,通过正弦波模拟车辆对路面的动荷载效应,通过虚拟闭合法,计算沥青路面Top-Down裂缝的应力强度因子K2,并探讨了考虑沥青混合料阻尼特征下,沥青路面的剪切型强度因子K2的变化规律,再进一步通过Paris模型,分析阻尼特征对Top-Down裂缝疲劳寿命的影响。以期为路面动态破坏研究提供一定的理论参考。     

荷载型反射裂缝的APA疲劳模拟试验研究

在旧水泥混凝土路面上进行沥青混凝土加铺是目前旧路改造的一种常用方法。为延缓或减少沥青混凝土加铺层反射裂缝，通常在旧路面上铺设夹层材料(防水卷材或土工织物等)：本文利用路面分析仪APA对采用不同夹层材料的试件进行模拟疲劳试验，分析了沥青加铺层反射裂缝产生的机理及比较铺设不同夹层材料抗荷栽型反射裂缝出现的效果。对于指导路面加铺设计，正确选择夹层材料具有一定的参考意义。     

含裂缝多层体系动静荷载结果对比分析

通过在路表面施加移动荷载来模拟真实行车荷载,利用三维动态有限元技术,对含裂缝多层体系进行了计算,得到了路面各结构层反射裂缝尖端动态应力强度因子,并分析了移动荷载与静载情况下Ⅰ型、Ⅱ型强度因子的差别.通过分析发现反射裂缝在底基层和基层时动态应力强度因子最大值要明显大于静载计算值,最大差别能达到几倍,而裂缝扩展到面层以后,两者结果差别不大.最后通过广义Paris公式对动静荷载下路面的疲劳寿命进行了计算,计算结果表明动载疲劳寿命远低于静载疲劳寿命.     

基于应力强度因子的旧水泥路面沥青加铺层反射开裂特性研究

在路面改造中,旧水泥路面加铺沥青是一种十分有效的方法,但容易出现反射裂纹的问题。该文运用断裂力学和有限元数值模拟相结合的方法,研究在交通载荷作用下沥青表层反射裂纹扩展情况。通过应力强度因子对产生病害的路面进行了疲劳断裂寿命预估。探讨了裂纹反射深度、沥青加铺层弹性模量和厚度对产生病害路面疲劳断裂寿命的影响。研究表明:反射裂缝在交通载荷作用下以Ⅰ和Ⅱ型扩展为主;整个反射裂纹上最危险点在裂纹的边缘,比较容易发生裂纹扩展;交通载荷作用在水泥混凝土板边缘处对路面破坏最严重;反射深度越深,剩余的疲劳断裂寿命越少;增加沥青加铺层的厚度和降低沥青加铺层的弹性模量能够增加其疲劳断裂寿命;相比改变加铺层弹性模量,增加加铺层厚度对于路面的疲劳断裂寿命影响更明显。     

沥青路面寿命周期费用组成的定量分析

寿命周期费用分析是基于性能的沥青路面全寿命结构设计方法的关键组成部分通过实例对沥青路面全寿命结构设计中的主要寿命周期费用对设计结果的影响程度进行了定量分析，给出了路面结构的设计建议。     

沥青路面寿命周期费用组成的定量分析

寿命周期费用分析是基于性能的沥青路面全寿命结构设计方法的关键组成部分通过实例对沥青路面全寿命结构设计中的主要寿命周期费用对设计结果的影响程度进行了定量分析,给出了路面结构的设计建议.     

沥青砼路面和水泥砼路面全寿命周期成本分析

介绍了路面全寿命周期成本分析的原理及计算方法;以湖南省澧常(澧县东岳庙—常德)高速公路路面工程为例,采用全寿命周期成本分析方法,对沥青砼路面和水泥砼路面二种路面结构方案进行经济性分析比较。结果表明沥青砼路面结构在寿命周期内具有更低的等额年费用,是总体更节约的路面方案。     

G1501郊环线(东南段)节约型路面大修设计实践

结合上海G1501郊环线(东南段)大修工程,在总体投入受控的前提下,以路况调查分析结果为基础,遵循"针对性设计和全寿命设计"与"极限利用,经济节约"的原则,建立在各项路面技术状况指标的基础上,通过既有路面缺陷整治与结构维修,消除原路面病害与结构强度不足,最终通过加罩补强实现路面结构强度的整体提升,同步完善路基路面的防护与排水设计,以满足今后较长时间的使用要求。     

基层精铣刨处治工艺下沥青路面疲劳寿命研究

0引言 沥青路面基面层间结合状态是影响路面寿命的重要因素.良好的基面层间接触条件可以保证车轮荷载传递的连续性,使路面结构内应力分布更为均匀,有利于延长路面的使用寿命[1-2].目前,提高基面层间粘结强度的做法主要有两类:一是洒布粘结强度较好的透层材料;二是采用铣刨、喷砂等物理方法,使基层表面具有一定纹理,更易与面层契合,进而提高路面的层间粘结强度[3-5].     

新旧沥青路面黏结界面处理方式对路面性能的影响试验

为研究新旧沥青路面黏结界面对修补路面性能的影响,采用含界面黏结缝的复合小梁以模拟修补后的新旧沥青路面,以界面黏结材料类型及用量、黏结面形式作为影响因素,分别进行了复合小梁的四点弯曲疲劳和拉拔正交试验。结果表明:①黏结面形式对复合小梁的疲劳寿命影响最大,黏结材料类型对复合小梁的界面黏结强度影响最大;②为综合提高复合小梁的疲劳寿命和界面黏结强度,建议最佳界面处治方案为:采用0.6kg/m~2的高黏弹改性乳化沥青均匀涂抹在倾斜角为30°的切割面;③即使采用结论②中的最佳界面处治方案,其复合小梁的疲劳寿命仍远远低于正常无缝路面。     

半刚性基层的材料特性

从强度、温度收缩和干燥收缩、抗冲刷以及疲劳4个方面论述了半刚性基层材料的特性,指出:半刚性基层材料的强度可以根据路面结构要求在一个很宽的值域内设计;半刚性基层材料的强度获得不仅要靠一定剂量的结合料,更要靠良好级配的集料;及时的保湿养生可以避免半刚性基层材料的干燥收缩裂缝;控制细料含量可以显著减小半刚性基层材料的温度收缩裂缝;通过减少细料含量、增加结合强度以及增大空隙率等合适的材料组成设计,可以显著地提高半刚性基层材料的抗冲刷性能;半刚性基层材料是应力敏感性材料,将半刚性基层放在路面中合适的层位,可以使其具有更长的疲劳寿命.